Xác định sự sống trên 'bản sao Trái Đất' bằng phương pháp hóa học

Các nhà khoa học cho rằng có thể xác nhận sự sống trên Proxima B, một hành tinh được coi là "bản sao của Trái Đất" và những hành tinh tương tự nhờ phương pháp hóa học.

Sàng lọc các loại khí có thể do sự sống tạo ra. Ảnh: Seager

Theo Forbes, ở cấp độ cơ bản, sự sống là một tập hợp những phản ứng hóa học đặc biệt. Điều này có nghĩa là công cuộc tìm kiếm sự sống đâu đó trong vũ trụ là nhiệm vụ của hóa học, nói cách khác là tìm các phân tử ở đúng chỗ của nó.

"Để xem một hành tinh có sự sống hay không, chỉ biết nó có cấu tạo từ đá hay nằm trong vùng Goldilock (vùng sống được) của một ngôi sao là không đủ. Chúng tôi muốn quan sát khí quyển của hành tinh đó trước để tìm kiếm dấu hiệu của hiệu ứng nhà kính nhằm đánh giá nhiệt độ bề mặt có phù hợp cho sự sống hay không. Tiếp theo là tìm hiểu nó có các loại khí đặc trưng cho sự sống hay không. Công việc này đầy thách thức nhưng cũng rất thú vị", nhà vật lý thiên văn Sara Seager, đại học MIT, Mỹ, cho biết.

Tuy nhiên, ông cho rằng, hiện tại chưa có thiết bị nào đủ điều kiện để thực hiện các bước nghiên cứu trên.

Khí quyển Trái Đất có thành phần chủ yếu là oxy và nitơ, ngoài ra còn có hơi nước, methane, oxit nitơ và nhiều thứ khác. Tất cả đều là các hóa chất cần thiết cho sự sống. Hơi nước là một trong những thứ các nhà khoa học sẽ tìm kiếm để xác định dấu hiệu của nước lỏng trên các hành tinh như Proxima b. Nếu tìm thấy một bầu khí quyển giàu oxy, đây có thể là dấu hiệu của thực vật hoặc một số vi khuẩn nhất định, vì chúng sử dụng quá trình quang hợp – thải ra oxy, để tạo ra thức ăn.

Tuy nhiên hoạt động địa chất cũng tạo ra oxy. Các nghiên cứu gần đây còn cho thấy cả tia cực tím từ các ngôi sao mẹ cũng có thể phá vỡ các phân tử hơi nước hoặc khí CO2 tạo ra oxy.

Ngoài ra theo Seager, ngôi sao lùn đỏ Proxima Centauri mà hành tinh Proxima b quay xung quanh phát ra tia cực tím ở dải bước sóng khác với Mặt Trời, có thể sẽ tạo ra ít hợp chất gốc hydroxyl phá hủy oxy hơn so với Trái Đất.

"Nếu oxy không bị phá hủy, cùng với lượng oxy do sự sống tạo ra, dần dần theo thời gian sẽ có một lượng khí oxy khổng lồ được tích lũy", Seager nói.

Do đó, chỉ số về oxy chỉ là một yếu tố tham khảo, không mang tính quyết định. Công việc tìm kiếm rất phức tạp. Cơ sở dữ liệu về các phân tử có dấu hiệu sinh học trên Trái Đất lên tới hàng nghìn.

Nhóm nghiên cứu của Seager phải xem xét và chọn lọc theo các tiêu chí nhất định để tìm ra loại khí sinh học khả thi nhất, như methane, oxit nitơ, dimethyl sulfide…. trên các hành tinh khác, coi đó là dấu hiệu tiềm năng của sự sống, dù chắc chắn bề mặt và khí quyển không thể có thành phần hóa học tương đồng hoàn toàn với Trái Đất.

Danh sách này vẫn đang liên tục được mở rộng. Báo cáo của Seager được đăng trên tạp chí Astrobilogy hôm 20/4.

Xem thêm: Cần bao lâu để con người khám phá 'bản sao Trái Đất'

Nguyễn Thành Minh