Lần đầu tiên trong lịch sử phát hiện cơ sở sự sống trên sao Kim

Ở hành tinh sao Kim khắc nghiệt, các nhà khoa học có thể tìm thấy oxy nguyên tử. Phát hiện này có ý nghĩa thế nào?

Oxy chiếm khoảng 21% không khí trên Trái đất, phần còn lại của bầu khí quyển của chúng ta chủ yếu là nitơ. Hầu hết các sinh vật sống – bao gồm cả con người – đều cần oxy để tồn tại.

Hành tinh láng giềng của Trái đất là sao Kim lại kể một câu chuyện hoàn toàn khác. Bầu không khí dày đặc và độc hại của nó bị chi phối bởi carbon dioxide ( CO2), chiếm đến 96,5%. Oxy gần như không có.

Trên thực tế, với việc sao Kim nhận được ít sự quan tâm khoa học hơn nhiều so với các hành tinh khác như sao Hỏa, thì việc phát hiện trực tiếp oxy trên sao Kim vẫn còn khó khăn. Phát hiện mới nhất của các nhà khoa học Đức đã làm nên cuộc cách mạng trong hành trình khám phá Kim tinh.

Tìm thấy nguyên tố sự sống hiếm có trên “hành tinh địa ngục”

Sử dụng một thiết bị trên Đài quan sát trên không SOFIA – một chiếc máy bay Boeing 747SP được sửa đổi để mang theo kính viễn vọng hồng ngoại trong một dự án chung giữa NASA và Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức – các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện trực tiếp oxy ở phía sao Kim đối diện với Mặt trời – nơi nó thực sự được tạo ra trong khí quyển của hành tinh, Reutersthông tin.

Hình minh họa mô phỏng bề mặt của sao Kim. Nó đủ nóng để làm tan chảy kim loại và với những đám mây chứa đầy axit, bất kỳ sự sống nào có thể tồn tại trong bầu khí quyển của sao Kim sẽ phải có khả năng chịu đựng những điều kiện cực kỳ khắc nghiệt. Nguồn: RICK GUIDICE / NASA / THE NEW YORK TIMES

Trên sao Kim có một lớp mây chứa axit sulfuric (H₂SO₄) cao tới 65 km so với bề mặt hành tinh này. Ở độ cao này, gió mạnh như bão thổi theo hướng ngược lại với hướng quay của hành tinh. Trong khi đó, ở độ cao khoảng 120 km phía trên bề mặt, gió mạnh thổi cùng hướng với chuyển động quay của hành tinh.

Và các nhà khoa học phát hiện thấy oxy nguyên tử tập trung giữa hai lớp hung dữ đó, ở độ cao khoảng 100 km. Nhiệt độ của oxy được phát hiện dao động từ khoảng -120 độ C ở nửa sáng của sao Kim đến -160 độ C ở nửa tối.

Các nhà khoa học lưu ý rằng oxy nguyên tử này chỉ chứa 1 nguyên tử oxy – khác với oxy phân tử, bao gồm 2 nguyên tử oxy và có thể giúp con người thở được.

“Bầu khí quyển của sao Kim rất dày đặc. Thành phần cũng rất khác so với Trái đất. Bầu không khí dày đặc trên hành tinh thứ hai từ Mặt trời giữ nhiệt trong hiệu ứng nhà kính. Nó không hề “hiếu khách” (dễ sống), ít nhất là đối với các sinh vật mà chúng ta biết từ Trái đất” – Nhà vật lý Heinz-Wilhelm Hübers của Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức, tác giả chính của nghiên cứu công bố trên tạp chí Nature Communications, cho biết.

Các nhà nghiên cứu cho biết, oxy nguyên tử được tạo ra trong ngày ở sao Kim bằng bức xạ cực tím từ Mặt trời, phân hủy carbon dioxide (CO2) và carbon monoxide (CO) trong khí quyển thành các oxy nguyên tử và các hóa chất khác. Một phần oxy sau đó được gió vận chuyển đến nửa tối của sao Kim.

Hình minh họa sao Kim bị gió Mặt trời “tấn công” mà không có sự bảo vệ từ từ tính. Nguồn: ESA / C. Carreau

Nhà vật lý thiên văn và đồng tác giả nghiên cứu Helmut Wiesemeyer – thuộc Viện thiên văn vô tuyến Max Planck ở Đức – cho biết: “Việc phát hiện oxy nguyên tử trên sao Kim là bằng chứng trực tiếp cho hoạt động của quang hóa – được kích hoạt bởi bức xạ tia cực tím Mặt trời – và cho sự vận chuyển các sản phẩm của nó bằng gió của khí quyển sao Kim”.

Helmut Wiesemeyer nói thêm: “Trên Trái đất, tầng ozone bảo vệ sự sống của chúng ta là một ví dụ nổi tiếng về quá trình quang hóa như vậy”.

Các nhà khoa học cho biết, nguyên tố chính trong bầu khí quyển của sao Kim là CO2, trong khi của Trái đất là nitơ. Điều thú vị là hai “hành tinh chị em” này có lượng CO2 trong khí quyển gần như giống nhau.

Tuy nhiên, Trái đất có thể loại bỏ CO2 khỏi khí quyển và chôn nó trong đá cacbonat, trong khi thực vật hấp thụ nó và chuyển hóa nó thành oxy. Đá cacbonat thường có ở các đại dương và được tái chế trở lại Trái đất thông qua hoạt động kiến tạo mảng, để giữ cân bằng CO2 trên Trái đất.

Ngược lại, sao Kim không có thực vật và đại dương để loại bỏ CO2; do đó, khí này cư trú trong khí quyển và tạo ra hiệu ứng nhà kính cực độ. Sao Kim cũng thiếu kiến tạo mảng và không thể đưa đá cacbonat vào sâu trong hành tinh. Do đó, bầu khí quyển là nơi duy nhất để CO2 thoát ra. Đó cũng là lý do bầu khí quyển của sao Kim dày đến mức trông gần như không thể xuyên thủng.

Sự thống trị của CO2 trong bầu khí quyển của sao Kim tạo ra áp suất cao và nhiệt độ bề mặt khoảng 454 độ C.

Sao Kim đứng ở vị trí thứ 2 tính từ Mặt trời. Ảnh: National Geographic

Sao Kim có đường kính khoảng 12.000 km, nhỏ hơn Trái đất một chút. Trong Hệ Mặt trời của chúng ta, Trái đất cư trú thoải mái trong “vùng có thể ở được – habitable zone” xung quanh Mặt trời – khoảng cách được coi là không quá gần cũng không quá xa so với một ngôi sao để có thể lưu trữ sự sống và giữ nước ở dạng lỏng. Còn sao Kim ở gần ranh giới bên trong Trái đất và sao Hỏa ở gần ranh giới bên ngoài Trái đất.

“Chúng ta vẫn đang ở giai đoạn đầu tìm hiểu sự tiến hóa của sao Kim và trong hành trình lý giải tại sao nó lại khác biệt với Trái đất đến vậy dù nó vẫn luôn được gọi là “hành tinh chị em” của Trái đất” – Heinz-Wilhelm Hübers cho biết.