Dấu hiệu sự sống trên sao Kim gây tranh cãi (Phần 1)

Từng được sử dụng làm vũ khí hóa học trong Chiến tranh thế giới thứ nhất, phosphine hiện nay vẫn được dùng trong nông nghiệp (làm thuốc trừ sâu), công nghiệp bán dẫn, và là một sản phẩm phụ kinh khủng từ các phòng thí nghiệm sản xuất ma túy đá. Nhưng phosphine cũng được tạo ra một cách tự nhiên bởi một số loài vi khuẩn kỵ khí - những sinh vật sống trong môi trường thiếu ôxy như các bãi rác, đầm lầy và thậm chí cả ruột động vật.

Đầu năm nay, các nhà nghiên cứu phỏng đoán rằng việc tìm thấy phosphine trên các hành tinh khác có thể chỉ ra sự hiện diện của sự trao đổi chất ngoài hành tinh, và họ đã đề xuất dùng các kính viễn vọng hiện đại nhất, nhắm vào các hành tinh xa xôi để thăm dò khí quyển và tìm dấu hiệu của phosphine.

Và giờ đây, các nhà thiên văn học công bố trên tạp chí Nature Astronomy rằng chúng ta có thể đã tìm thấy dấu hiệu của phosphine trên sao Kim.

“Tôi rất choáng”, đồng tác giả nghiên cứu Clara Sousa-Silva, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT), người thoạt đầu xác định phosphine là một chữ ký sinh học (biosignature - một nguyên tố, đồng vị, phân tử, hoặc hiện tượng cung cấp bằng chứng khoa học về sự sống) tiềm năng, kể lại.

Nói một cách đơn giản, phosphine đáng nhẽ không xuất hiện trong bầu khí quyển sao Kim. Đây là chất cực kỳ khó tổng hợp và các chất hóa học trong các đám mây sẽ phá hủy phân tử phosphine trước khi chúng có thể tích lũy đến lượng quan sát được. Nhưng còn quá sớm để kết luận rằng sự sống tồn tại trên hành tinh này. Các nhà khoa học cảnh báo, bản thân việc có thực sự phát hiện phosphine trên sao Kim hay không vẫn cần được xác minh, vì dấu hiệu của phosphine được mô tả trong nghiên cứu có thể sai do kính thiên văn đưa vào hoặc do xử lý dữ liệu.

“Phát hiện này thật thú vị nhưng chúng tôi buộc phải đặt câu hỏi về việc liệu kết quả có chính xác hay không”, David Grinspoon thuộc Viện Khoa học Hành tinh, cho biết. “Khi ai đó đưa ra một quan sát đặc biệt chưa từng có trước đây, bạn sẽ tự hỏi liệu họ có thể đã làm sai điều gì đó không.”

Nhưng nếu phosphine thực sự đang trôi qua tầng mây sao Kim thì sự hiện diện của nó cho thấy một trong hai khả năng: các dạng sự sống ngoài hành tinh đang tạo ra nó, hoặc một số phản ứng hóa học hoàn toàn không lường trước được đang tạo ra phosphine khi không có sự sống.

Sao Kim, hành tinh thứ hai tính từ Mặt trời, từ lâu đã được coi là anh em sinh đôi của Trái đất. Nó có kích thước tương đương với hành tinh của chúng ta, với trọng lực và cấu trúc thành phần tương tự. Trong nhiều thế kỷ, con người đầy hy vọng nghĩ rằng bề mặt của nó có thể được bao phủ bởi các đại dương, thảm thực vật tươi tốt và hệ sinh thái xanh tươi, cung cấp một ốc đảo thứ hai cho sự sống trong hệ mặt trời.

Thực tế không phải vậy.

Những quan sát khoa học nghiên cứu về hành tinh này từ sớm đã tiết lộ rằng đó là một môi trường sẽ giết chết con người ngay tức khắc nếu họ đặt chân lên. Bề mặt của nó có thể đạt tới nhiệt độ 480°C. Bề mặt này nằm dưới hơn một trăm km mây và sương mù và chịu áp lực lớn hơn 90 lần so với bề mặt Trái đất. Thêm vào đó, bầu khí quyển của sao Kim dễ gây ngạt thở bởi chủ yếu là khí carbon dioxide do các đám mây axit sunfuric tạo thành.

Mặc dù vậy, trong 60 năm qua, các nhà khoa học đã xem xét khả năng sự sống có thể tồn tại trong tầng mây sao Kim, nơi có điều kiện thân thiện hơn một chút.

“Trong khi các điều kiện bề mặt của sao Kim khiến giả thuyết về sự sống ở đó trở nên khó tin, thì các đám mây của sao Kim lại là một câu chuyện hoàn toàn khác”, Carl Sagan và Harold Morowitz đã viết trên tạp chí Nature vào năm 1967.

Mặc dù có axit, các đám mây sao Kim mang các thành phần cơ bản cho sự sống như chúng ta biết: ánh sáng mặt trời, nước và các phân tử hữu cơ. Và ở gần giữa lớp mây, nhiệt độ và áp suất khá giống Trái đất. “Đó là môi trường ấm áp với nhiều đồ ăn ngon lành”, Martha Gilmore - nhà khoa học hành tinh của Đại học Wesleyan, người dẫn đầu một dự án liên quan đến khám phá sao Kim - nói, ám chỉ các phân tử trong không khí của sao Kim, và vi khuẩn có thể dùng các phân tử này trao đổi chất.

Thêm vào đó, những quan sát ban đầu còn cho thấy một số phần của bầu khí quyển sao Kim hấp thụ nhiều tia cực tím hơn dự kiến, một hiện tượng bất thường mà các nhà khoa học giải thích rằng có thể do vi khuẩn trên không gây ra. Kể từ đó, các nhà khoa học đã nghiên cứu kỹ về khả năng có những sinh vật trong các đám mây sao Kim. Họ đưa ra các kịch bản mà trong đó vi khuẩn có thể chuyển hóa các hợp chất lưu huỳnh và sống trôi nổi giữa các đám mây sao Kim.

“Khi tôi mới bắt đầu đặt ra giả thuyết, có rất nhiều ý kiến phản đối, chủ yếu do sao Kim là một môi trường có tính axit khắc nghiệt", Grinspoon, người đã đưa ra ý tưởng về sự sống trên mây ở sao Kim từ giữa những năm 1990, cho biết.

Nhưng mọi thứ chúng ta đã học được về sự sống trên Trái đất cho thấy rằng sự sống sẽ nảy nở ở mọi ngóc ngách có thể. Chúng ta đã tìm thấy vi sinh vật phát triển mạnh trong môi trường ăn mòn khắc nghiệt như suối nước nóng và núi lửa. Chúng ta cũng biết rằng vi khuẩn thường xuyên quá giang trên các phân tử mây, và các nhà khoa học đã tìm thấy những sinh vật như vậy ở độ cao gần 10km trên vùng biển Caribbean. Các đám mây Trái đất chỉ tồn tại tạm thời, vì vậy khó có thể hỗ trợ các hệ sinh thái vĩnh viễn, nhưng trên sao Kim, mây tồn tại trong hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ năm.

“Trên Sao Kim, những đám mây tồn tại lâu, kích thước dày và trải dài trên khắp hành tinh," Grinspoon nói.