Mây che phủ là điều bất lợi cho các buổi dã ngoại và việc quan sát các ngôi sao bằng kính thiên văn. Tuy nhiên, một ngoại hành tinh với lớp mây dày hoặc thậm chí bao phủ hoàn toàn có thể giúp các nhà thiên văn học tìm kiếm dấu hiệu của sự sống bên ngoài hành tinh của chúng ta.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Cornell đã tạo ra phổ phản xạ đầu tiên (một cách dễ hiểu, thì nó là một bảng mã hóa màu sắc dựa trên những bước sóng thu được) của các vi sinh vật đa dạng và rực rỡ sắc màu sống trong những đám mây trôi nổi trên bề mặt Trái Đất. Các nhà thiên văn học hiện chưa biết liệu những vi khuẩn này có tồn tại ở nơi nào khác trong vũ trụ và có tồn tại với mật độ đủ lớn để các kính thiên văn phát hiện được hay không khi mà ngay cả trên Trái Đất, chúng cũng không phổ biến. Nhưng giờ đây, các nhà thiên văn có thể sử dụng phổ này trong hành trình tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất. Điều đó khiến cho những đám mây của một ngoại hành tinh trở thành một vùng hứa hẹn để tìm kiếm dấu hiệu của sự sống - cũng như bề mặt và khí quyển của hành tinh đó.
“Có một cộng đồng sống động gồm các vi sinh vật trong khí quyển của chúng ta sản sinh ra các sắc tố sinh học sặc sỡ, điều này từ lâu đã thu hút sự quan tâm của các nhà sinh học,” nhà sinh vật học vũ trụ Ligia Coelho, Nghiên cứu sinh sau tiến sĩ 51 Pegasi b ngành thiên văn học tại Trường Nghệ thuật và Khoa học (A&S), đồng thời là nhà nghiên cứu tại Viện Carl Sagan (CSI), cho biết. “Tôi nghĩ rằng các nhà thiên văn học nên biết về chúng.”
Coelho là người đứng đầu nghiên cứu có tựa đề "Màu sắc của sự sống trong các đám mây: Sắc tố sinh học của vi sinh vật khí quyển như một dấu hiệu sinh học mới để phát hiện sự sống trên các hành tinh giống Trái Đất", được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters.
Mây: Biên giới mới của các dấu hiệu sinh học
“Việc tìm thấy sự sống đầy màu sắc trong khí quyển Trái Đất đã mở ra một khả năng hoàn toàn mới trong việc tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác,” giáo sư thiên văn học Lisa Kaltenegger, Giám đốc Viện CSI và là tác giả thứ hai của nghiên cứu, cho biết. “Giờ đây, chúng ta có cơ hội phát hiện ra sự sống ngay cả khi bầu trời trên các ngoại hành tinh bị mây bao phủ hoàn toàn. Chúng tôi từng nghĩ mây sẽ che giấu sự sống khỏi tầm quan sát của chúng ta, nhưng thật ngạc nhiên khi chúng có thể giúp chúng ta phát hiện sự sống.”
Với các phổ phản xạ được tạo ra, bà nói rằng các nhà thiên văn sẽ có thể tìm kiếm dấu hiệu sinh học trên các ngoại hành tinh có lớp mây dày hoặc thậm chí phủ kín hoàn toàn.
Thu thập và phân tích vi sinh vật khí quyển
Các vi sinh vật nhiều màu sắc tạo nên phổ phản xạ của Coelho là rất hiếm trong khí quyển Trái Đất và cần kỹ thuật chuyên biệt để thu thập. Bà nhận được bảy mẫu vi sinh vật này từ các cộng sự tại Đại học Florida, những người đã sử dụng bóng thám không làm từ latex để thu thập sinh vật ở tầng bình lưu, ở độ cao từ 21 đến 29 km so với mặt đất.
Coelho đã nuôi cấy các mẫu này với thiết bị và chuyên môn từ giáo sư danh dự Stephen Zinder, chuyên ngành vi sinh vật học tại Trường Nông nghiệp và Khoa học Đời sống, cũng là một nghiên cứu viên tại CSI. Sau đó, bà phân tích phổ phản xạ của chúng trong phòng thí nghiệm của giáo sư Bill Philpot, chuyên ngành kỹ thuật dân dụng và môi trường tại Cornell Engineering, cũng là một nghiên cứu viên của CSI.
Chỉ riêng việc có được các phổ phản xạ của những vi khuẩn này đã mở ra một cách thức mới để tìm kiếm sự sống, Coelho cho biết. Tuy nhiên, nhiều thông tin hơn nữa được mã hóa trong các tín hiệu màu sắc của những vi sinh vật này. Chúng cho biết các điều kiện sống của vi sinh vật, bởi sắc tố có tác dụng bảo vệ sinh vật khỏi các yếu tố như bức xạ, khô hạn hoặc nhiệt độ khắc nghiệt. Nhiều dạng sống, bao gồm cả vi khuẩn, sản sinh sắc tố để tự bảo vệ khỏi tia tử ngoại - điều cần thiết ở độ cao lớn trong khí quyển Trái Đất, Coelho giải thích.
Ý nghĩa đối với những kính thiên văn tương lai
Bằng cách mô phỏng các tình huống cực đoan có thể xảy ra, nhóm nghiên cứu xác định rằng một hành tinh có mây dày với vi khuẩn nhiều màu sắc lan rộng trong mây sẽ có vẻ ngoài rất khác biệt so với hành tinh không có chúng, giúp các vi khuẩn màu sắc có khả năng trở thành một dấu hiệu sinh học có thể phát hiện được.
Để phát triển với mật độ đủ cao để quan sát từ xa, các vi sinh vật này sẽ cần sống trong điều kiện ẩm ướt trên các hành tinh. Đồng thời, công nghệ kính thiên văn cũng cần phải theo kịp. Việc biết rằng chúng ta có thể tìm kiếm sự sống trên những thế giới đầy mây đang góp phần định hình thiết kế của các kính thiên văn tương lai, bao gồm Đài quan sát các thế giới có khả năng sống được (Habitable Worlds Observatory) của NASA đang được phát triển, cũng như các chiến lược quan sát của đài quan sát ELT của ESO, hiện đang được xây dựng ở Chile và dự kiến bắt đầu quan sát khoa học vào những năm 2030.
“Sắc tố sinh học là đặc tính phổ quát trên hành tinh của chúng ta. Chúng cung cấp cho chúng ta công cụ để chống lại các áp lực như bức xạ, khô hạn và thiếu tài nguyên. Chúng ta tạo ra chúng. Vi khuẩn, cổ khuẩn, tảo, thực vật, các loài động vật khác cũng vậy,” Coelho cho biết. “Chúng là những dấu hiệu sinh học mạnh mẽ, và chúng tôi đã khám phá ra một cách mới để tìm kiếm chúng, đó là thông qua các đám mây trên những thế giới xa xôi. Và nếu sự sống có hình thái như vậy, giờ đây chúng ta đã có công cụ để nhận ra nó.”
Lyr
Theo Phys.org
