Việc tìm ra dấu vết của sự sống ngoài Trái Đất từ lâu đã là mục tiêu siêu hấp dẫn của khoa học. Mỗi tín hiệu lạ từ vũ trụ đều có thể là manh mối đầu tiên về một dạng sự sống hoàn toàn mới, hay ít nhất cũng chứng minh rằng sự sống không phải "độc quyền" của Trái Đất
Mới đây, nhóm nghiên cứu của Đại học Cambridge đã tạo ra cú shock toàn cầu khi phát hiện hai phân tử hữu cơ đặc biệt trong khí quyển của hành tinh K2-18b, cách chúng ta tận 124 năm ánh sáng.
Điều làm cộng đồng khoa học choáng váng không chỉ là bản thân phát hiện, mà còn là mức độ tin cậy được công bố: 99,7%. Con số này nghe gần như chắc chắn rồi, nhưng thực ra nó cần được hiểu đúng trong bối cảnh thống kê, vật lý thiên văn và khoa học về sự sống ngoài hành tinh.
Phát hiện gì mà hot vậy?
Trong quá trình phân tích dữ liệu quang phổ, team Cambridge đã phát hiện sự hiện diện của dimethyl sulfide và dimethyl disulfide trong khí quyển K2-18b. Trên Trái Đất, hai phân tử này là "chữ ký" quen thuộc của hoạt động sinh học, đặc biệt là từ sinh vật phù du biển.
Hơn 90% lượng dimethyl sulfide trong đại dương đến từ các vi sinh vật như tảo cát và các loài phù du khác. Gần như không có quy trình phi sinh học nào tạo ra được lượng lớn phân tử này trong điều kiện Trái Đất. Vì thế dimethyl sulfide thường được coi là một trong những dấu hiệu sinh học tiềm năng cực kỳ quan trọng
K2-18b được xếp vào nhóm hành tinh đại dương hydro - một dạng thế giới có khí quyển giàu hydro và bề mặt phủ đầy đại dương sâu. Với nhiệt độ nằm trong vùng sinh sống được, hành tinh này có thể duy trì nước lỏng - thứ không thể thiếu của sự sống như chúng ta biết
Về mặt lý thuyết, một thế giới như vậy hoàn toàn có thể tạo ra hoặc nuôi dưỡng các phân tử chứa lưu huỳnh giống Trái Đất. Các quan sát từ nhiều kính viễn vọng đã củng cố những dự đoán này, khiến K2-18b trở thành ứng viên sáng giá trong danh sách những hành tinh có môi trường tiềm năng cho sự sống.
Nhưng khoan đã, đừng vội kết luận!
Khoa học hành tinh không bao giờ đơn giản như việc tìm thấy một phân tử rồi kết luận có sự sống ngay. Dimethyl sulfide và dimethyl disulfide vẫn có thể được tạo ra bằng những con đường phi sinh học.
Thực tế, Đài quan sát Purple Mountain từng phát hiện dimethyl sulfide trên sao chổi 67P - nơi hoàn toàn không có điều kiện cho sự sống. Trong trường hợp đó, phân tử được tạo thành qua phản ứng giữa băng và bức xạ cực tím, cho thấy môi trường không sinh học vẫn có thể tạo ra các hợp chất hữu cơ phức tạp. Vậy nên, bất kỳ kết luận nào về sự sống đều cần dựa trên bức tranh tổng thể của cả hệ hành tinh, chứ không phải chỉ một hai phân tử riêng lẻ.
Vậy con số 99,7% là sao?
Con số này xuất phát từ khái niệm độ lệch chuẩn trong thống kê, thường được ký hiệu là sigma. Trong vật lý và thiên văn học, sigma càng cao thì độ tin cậy của phép đo càng chắc.
Một kết quả đạt mức 3 sigma tương đương khoảng 99,7% chắc chắn rằng tín hiệu thu được là thật chứ không phải nhiễu. Dữ liệu quan sát từ K2-18b rơi vào khoảng 2,9 đến 3,4 sigma - tức là tín hiệu phân tử ghi nhận được rất đáng tin. Tuy nhiên, cần nhấn mạnh rằng điều này chỉ nói lên phân tử đó tồn tại trong khí quyển hành tinh, chứ không khẳng định có sự sống
Để đi xa hơn, các nhà khoa học cần tìm kiếm những phân tử là dấu hiệu sống mạnh mẽ hơn, chẳng hạn như oxy hoặc metan. Sự tồn tại đồng thời của hai phân tử này với tỷ lệ không thể giải thích bằng các quá trình phi sinh học sẽ là bằng chứng đáng tin hơn nhiều. Nhưng đạt được điều đó là thử thách lớn, vì việc phân tích khí quyển các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời phụ thuộc rất nhiều vào công nghệ, độ nhạy thiết bị và chiến lược quan sát.
Lịch sử đã từng "fail" nhiều lần
Trong lịch sử, con đường truy tìm sự sống ngoài Trái Đất từng chứng kiến nhiều cú vấp ngã. Có những tín hiệu từng được ca ngợi là dấu hiệu sinh học nhưng sau đó hóa ra chỉ là nhiễu thiết bị hoặc kết quả của các phản ứng hóa học không liên quan đến sinh vật. Đó cũng là lý do tại sao giới khoa học giờ rất thận trọng với từng tuyên bố.
Tuy vậy, thí nghiệm lần này vẫn được đánh giá rất cao vì phương pháp họ dùng là quang phổ chuyển tiếp - một kỹ thuật đã được áp dụng rộng rãi trong giám sát khí quyển Trái Đất. Điều đó chứng minh những công cụ hiện có hoàn toàn có khả năng phân tích khí quyển các hành tinh xa xôi với độ chính xác đủ tốt để tìm dấu hiệu sự sống
Một bước ngoặt khác đến từ phát hiện năm 2024 của Đài quan sát Vân Nam, khi các nhà khoa học tìm thấy alanine thuận tay trái trong không gian vũ trụ. Điều này cho thấy một số phân tử hữu cơ trong vũ trụ có tính chất khác biệt so với phân tử cùng loại trên Trái Đất, mở ra câu hỏi lớn về nguồn gốc và sự đa dạng của hóa học vũ trụ.
Các phát hiện như vậy không chỉ làm phong phú thêm kiến thức mà còn giúp con người hiểu rõ hơn về các kịch bản có thể dẫn tới sự hình thành của sự sống.
Tương lai sẽ ra sao?
Trong thời gian tới, giới khoa học kỳ vọng nhiều vào Kính viễn vọng Khảo sát Bầu trời, dự kiến phóng vào năm 2027. Thiết bị này được cho là có độ phân giải vượt trội hơn cả Hubble, mang lại khả năng quan sát tinh tế và rõ ràng hơn đối với các hành tinh trong vùng sinh sống. Các tín hiệu như dimethyl sulfide trên K2-18b có thể được xác minh, bổ sung và đối chiếu với dữ liệu từ những phân tử khác để vẽ nên bức tranh chính xác hơn về môi trường sinh học tiềm năng.
Dù phát hiện tại K2-18b đã thắp lên niềm hy vọng mới, con đường đến câu trả lời cuối cùng về sự sống ngoài Trái Đất vẫn rất dài và đầy thách thức. Nhưng mỗi bước tiến nhỏ lại đưa nhân loại gần hơn một chút đến việc giải đáp câu hỏi lớn nhất của vũ trụ: liệu chúng ta có cô đơn hay không?
Nguồn: genk.vn