Crystal Palace
Các nhà khoa học vừa ghi nhận một bước tiến quan trọng trong việc tìm kiếm dấu hiệu sự sống bên ngoài Trái Đất khi phát hiện ra rằng mặt trăng băng giá Enceladus thuộc hệ sao Thổ có thể chứa điều kiện thích hợp cho sự sống dưới lớp vỏ băng dày đặc của nó. Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Astronomy dựa trên phân tích các hạt băng nhỏ li ti phun ra từ các khe nứt trên bề mặt Enceladus, hé lộ những phân tử hữu cơ phức tạp – dấu hiệu mạnh mẽ chứng minh khả năng tồn tại môi trường sinh quyển bên dưới lớp băng.
Nhóm nghiên cứu đến từ Đại học Stuttgart, Đức, đã khai thác dữ liệu thu thập bởi tàu vũ trụ Cassini của NASA trong hơn một thập kỷ qua để kiểm nghiệm thành phần hóa học của các hạt băng. Đặc biệt, họ phát hiện nhiều hợp chất hữu cơ đa dạng và các nguyên tố chưa từng được ghi nhận trước đó trong các mẫu vật này, góp phần củng cố giả thuyết rằng Enceladus không chỉ là khối băng lạnh giá vô tri mà còn có thể là môi trường tiềm năng cho sự sống phát triển.
“Phân tử hữu cơ mà chúng tôi phát hiện có thể là tiền đề hình thành các hợp chất sinh học,” Tiến sĩ Nozair Khawaja, trưởng nhóm nghiên cứu, chia sẻ. Ông nhấn mạnh phát hiện này mở rộng khả năng Enceladus đáp ứng đầy đủ những yếu tố cần thiết để duy trì sự sống, điều trước đây chưa từng được chứng minh rõ ràng.
Với nhiệt độ trung bình cực thấp khoảng âm 200 độ C, Enceladus dường như là một nơi không thể sinh sống. Tuy nhiên, sự tồn tại đại dương ngầm rộng lớn nằm sâu bên dưới lớp vỏ băng dày đã được phát hiện từ năm 2005 đã làm thay đổi hoàn toàn cái nhìn về mặt trăng này. Các cột nước phun trào từ các khe nứt ở khu vực cực Nam chính là minh chứng cho đại dương bí mật bên dưới.
Tàu Cassini đã tận dụng cơ hội tiếp cận các cột nước và băng đó để thu thập mẫu bằng thiết bị Cosmic Dust Analyzer (CDA). Một pha bay táo bạo vào năm 2008 khi tàu lao nhanh qua “mưa” hơi nước và hạt băng ở vận tốc vượt quá 64.000 km/h đã mang lại dữ liệu hóa học chi tiết và chính xác nhất từ trước tới nay.
Hình minh họa bề mặt Enceladus, với những mạch nước phun trào.
Tiến sĩ Khawaja giải thích, chính tốc độ va chạm cao giúp tàu Cassini phát hiện được các phân tử hữu cơ vốn bị che khuất bởi cụm phân tử nước khi bay ở tốc độ thấp hơn. Phương pháp này đã giúp nhóm nghiên cứu khai thác triệt để tín hiệu từ các hợp chất phức tạp bên trong hạt băng thoát ra từ đại dương ngầm của Enceladus.
Thông qua kỹ thuật phân tích tiên tiến, hàng loạt hợp chất mới gồm aromatics (hợp chất vòng thơm), ethers (chất lỏng dễ bay hơi với mùi đặc trưng), cùng các chất chứa nitơ-oxy và nhiều nguyên tố lần đầu tiên xuất hiện đã được xác định trong mẫu vật. Những khám phá này khẳng định nguồn gốc của vật chất không phải do tác động của bức xạ không gian mà bắt nguồn trực tiếp từ đại dương ẩn sâu dưới lớp vỏ băng.
Khi kết hợp với dữ liệu lịch sử thu thập trước đó bởi Cassini về sự hiện diện của muối, hydro và phosphate, nhóm nghiên cứu xác nhận ít nhất năm trong sáu nguyên tố căn bản của sự sống đã xuất hiện trên Enceladus. Yếu tố duy nhất còn thiếu là lưu huỳnh – nhưng điều này không làm giảm đi tiềm năng sinh học của mặt trăng này.
Sơ đồ mô tả hoạt động thủy nhiệt có thể diễn ra trên Enceladus.
Tiến sĩ Khawaja cũng lưu ý rằng những hợp chất được tìm thấy chưa thể khẳng định có nguồn gốc sinh học nhưng rất có thể chúng là tiền thân hóa học – nền tảng cho phản ứng tạo ra sự sống nguyên thủy. Môi trường dưới đáy đại dương ngầm của Enceladus được cho là tương tự với hệ thống miệng phun thủy nhiệt trên Trái Đất, nơi những sinh vật đầu tiên từng xuất hiện cách đây hàng tỷ năm.
Trên hành tinh xanh của chúng ta, các miệng phun thủy nhiệt dưới đáy đại dương sản sinh nhiều hợp chất hữu cơ giống như methane, amoniac và chuỗi cacbon phức tạp – tất cả đều là nền tảng thúc đẩy sự sống vi sinh vật phát triển. Phát hiện tương tự trên Enceladus khiến giới khoa học không khỏi hào hứng về khả năng tồn tại một hệ sinh thái sơ khai ngoài hành tinh.
Hình ảnh Cassini chụp Enceladus trong vành đai E, cho thấy các cột khói sáng.
“Nếu đại dương ngầm này thực sự có môi trường tương đồng với các hệ thống thủy nhiệt trên Trái Đất thì khả năng tồn tại sự sống là hoàn toàn có cơ sở,” Tiến sĩ Khawaja nhấn mạnh. Ông cũng tiết lộ rằng kho dữ liệu từ Cassini vẫn còn nhiều bí ẩn chưa được giải mã hết và nhóm nghiên cứu sẽ tiếp tục công cuộc khám phá nhằm đưa ra thêm những bằng chứng thuyết phục hơn nữa.
Khám phá mới này đã gây xôn xao cộng đồng khoa học quốc tế. Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đang lên kế hoạch triển khai sứ mệnh hạ cánh xuống Enceladus trong vài thập kỷ tới nhằm mục tiêu lấy mẫu trực tiếp từ bề mặt và các cột nước phun trào để đánh giá sâu hơn tiềm năng sinh học tại đây.
Song song đó, NASA cũng đang xúc tiến dự án Europa Clipper hướng đến mặt trăng Europa của sao Mộc – một ứng viên khác có đại dương ngầm và điều kiện địa chất phù hợp cho sự sống. Nếu một trong hai thiên thể này xác nhận có vi sinh vật hoặc dấu hiệu ban đầu của sự sống thì đây sẽ là phát hiện mang tính bước ngoặt trong lịch sử khoa học nhân loại.
Phát hiện của nhóm Stuttgart không chỉ làm sáng tỏ thêm về bí mật của mặt trăng lạnh giá này mà còn mở rộng phạm vi hiểu biết về khả năng tồn tại sự sống ngoài Trái Đất. Từ một vệ tinh nhỏ bé phủ đầy băng giá, Enceladus ngày càng trở thành niềm hy vọng lớn lao trong hành trình khám phá vũ trụ và tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh.
