Dấu hiệu sự sống trên 2 mặt trăng của sao Thổ

Các nhà khoa học vừa công bố hai phát hiện chấn động liên quan đến những mặt trăng của sao Thổ: Mimas – từng bị coi là một khối băng chết lạnh lẽo – có thể đang che giấu một đại dương ngầm trẻ tuổi. Còn Enceladus – “ngôi sao” quen thuộc trong giới thiên văn – lại hé lộ nhiều hợp chất hữu cơ phức tạp hơn bao giờ hết. Hai phát hiện này đang khiến giới khoa học phải nhìn lại khái niệm “thế giới đại dương” trong Hệ Mặt Trời.

Mimas – mặt trăng “chết” có thể đang sống

Mimas, mặt trăng nhỏ đầy hố va chạm của sao Thổ, từ lâu bị coi là một thiên thể băng giá, cằn cỗi. Thế nhưng, nghiên cứu mới cho thấy dưới lớp vỏ dày 20–30 km băng có thể ẩn giấu một đại dương ngầm – phát hiện có thể làm thay đổi hoàn toàn định nghĩa về “thế giới có đại dương”.

Mặt trăng Mimas tưởng chừng là vệ tinh chết lại có thể sở hữu đại dương

Tại Hội nghị Khoa học Hành tinh Europlanet, tiến sĩ Alyssa Rhoden, nhà khoa học hành tinh tại Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI, bang Colorado, Mỹ), phát biểu: “Từ trước đến nay, khi nhắc đến hành tinh có đại dương ngầm, chúng ta thường nghĩ đến những nơi có đặc điểm địa chất đặc trưng – như các khe nứt hoặc những mạch phun nước. Nhưng khi nhìn Mimas, chúng ta chẳng thấy những đặc điểm đó – bề mặt nó gần như không có gì ngoài vô số hố va chạm”.

Dữ liệu nhiệt và quỹ đạo mới cho thấy, dù bề ngoài tĩnh lặng, bên trong Mimas có thể đang ấm dần lên do lực thủy triều – kết quả của lực hấp dẫn khổng lồ từ sao Thổ làm biến dạng lõi mặt trăng này. Quá trình đó tạo ra nhiệt, đủ để tan chảy một phần lớp băng dày bên dưới trong vòng 10–15 triệu năm gần đây – một khoảng thời gian cực ngắn trên thang địa chất.

Những gợi ý đầu tiên về đại dương ngầm này từng được tàu vũ trụ Cassini của NASA phát hiện, nhưng mô hình mới của nhóm Rhoden đã củng cố thêm bằng chứng. “Phát hiện đại dương ngầm trên Mimas là điều khó, nhưng không phải không thể,” Rhoden nói, ám chỉ khả năng một tàu thăm dò tương lai có thể xác nhận điều này.

Dấu vết trong hố Herschel – bằng chứng về một Mimas đang tan chảy

Trong khi đó, đồng nghiệp của Rhoden tại SwRI – Adeene Denton – đã tập trung nghiên cứu hố va chạm Herschel, đặc điểm nổi bật nhất trên Mimas, để làm sáng tỏ lịch sử hình thành của nó.

Bà Denton chia sẻ với Space.com: “Mimas dường như đang ở đúng ranh giới tan chảy”. Nghiên cứu của bà, đăng trên Earth and Planetary Science Letters, cho thấy hố Herschel có thể hình thành đúng vào thời điểm lớp băng ngầm của Mimas bắt đầu tan chảy – khi nó đủ mềm để biến dạng nhưng chưa hoàn toàn hóa lỏng.

Hai nghiên cứu kết hợp lại đã vẽ nên một bức tranh hoàn toàn mới: Mimas – từng bị xem là một khối băng chết – giờ lại có thể là một thế giới đại dương trẻ trung, nơi nước lỏng vẫn đang hiện hữu bên dưới lớp băng dày. Bà Denton khẳng định: “Tất cả những dữ kiện này đang dần tạo thành một câu chuyện nhất quán về Mimas – như một thế giới đại dương mới sinh”.

Enceladus – nơi sự sống có thể nảy mầm

Không chỉ Mimas, một mặt trăng khác của sao Thổ là Enceladus cũng khiến giới khoa học phấn khích. Theo nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Nature Astronomy, Enceladus đang phun ra vô số hợp chất hữu cơ phức tạp, làm tăng khả năng nơi đây có thể là môi trường sống tiềm năng cho sự sống ngoài Trái đất.

Nhóm nghiên cứu do Nozair Khawaja thuộc Đại học Tự do Berlin dẫn đầu đã phân tích dữ liệu từ tàu Cassini – vốn từng bay qua Enceladus nhiều lần trong giai đoạn 2005–2015. Cassini từng ghi nhận các cột nước khổng lồ bắn lên từ đại dương ngầm của Enceladus, tung ra các hạt băng vào không gian, trong đó có cả các hợp chất hữu cơ – thành phần quan trọng của sự sống.

Khawaja nói: “Cassini đã liên tục thu thập các mẫu vật từ vành E của sao Thổ – được tạo nên từ các hạt băng do Enceladus phun ra. Chúng tôi đã phát hiện nhiều phân tử hữu cơ, bao gồm cả tiền chất của các axit amin”.

Enceladus phun băng có chứa phân tử hữu cơ

Phân tích các dữ liệu thu được từ thiết bị Phân tích Bụi Vũ trụ (CDA) của Cassini năm 2008, nhóm nhận thấy các hạt băng này không chỉ chứa nước đóng băng mà còn có các hợp chất hữu cơ hiếm, như hợp chất chứa nitơ, oxy, ether và ester – những thành phần quan trọng trong chuỗi phản ứng hóa học hình thành sự sống trên Trái đất.

Khawaja giải thích: “Những phân tử này có thể là bước trung gian trong các phản ứng tạo nên các hợp chất sinh học. Điều đó làm tăng khả năng Enceladus là một nơi có thể tồn tại sự sống”.

Chuyến đi tương lai và câu hỏi lớn của nhân loại

Dù vậy, giới khoa học vẫn thận trọng. “Chúng ta còn cách rất xa việc khẳng định Enceladus có sự sống,” Khawaja nhấn mạnh. “Để làm được điều đó, chúng ta cần một sứ mệnh riêng biệt, hạ cánh trực tiếp xuống bề mặt hoặc bay xuyên qua các cột nước.”

Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) hiện đang xem xét khả năng phái một tàu thăm dò mới đến Enceladus, bởi mặt trăng này “hội đủ mọi điều kiện cho sự sống”.

Ngay cả khi kết quả cuối cùng cho thấy Enceladus không có sự sống, đó vẫn sẽ là một phát hiện vĩ đại. Khawaja đặt vấn đề: “Bởi khi ấy, chúng ta phải tự hỏi: vì sao sự sống lại không xuất hiện ở một nơi có đầy đủ điều kiện như vậy?”.

Từ Mimas – một viên băng lạnh giá nay được cho là có đại dương ngầm – đến Enceladus – mặt trăng phun trào hơi nước chứa hợp chất hữu cơ, sao Thổ đang trở thành trung tâm của hy vọng mới trong hành trình tìm kiếm sự sống.

Nếu đại dương của Mimas thực sự tồn tại và nếu Enceladus chứa đựng những phản ứng hóa học tiền sinh học, chúng ta có thể đang đứng trước hai bằng chứng mạnh mẽ rằng sự sống không phải là đặc quyền của Trái đất – mà có thể đang âm thầm tồn tại, cách chúng ta hàng tỷ cây số, dưới lớp băng lạnh giá của những mặt trăng nhỏ bé quanh sao Thổ.

Bùi Tú