Sự sống có thể tồn tại trên mặt trăng của sao Thổ

Tàu thăm dò Cassini chụp được ảnh các luồng hơi nước khổng lồ và các vật chất khác phun ra từ những vết nứt ở cực nam mặt trăng Enceladus, khiến nó có thể là một trong những nơi khả dĩ nhất tồn tại sự sống ngoài Trái Đất.

Theo BBC, Enceladus là mặt trăng lớn thứ 6 của sao Thổ. Những luồng hơi có thể đã phun lên từ độ sâu 30 – 40km từ cực nam Enceladus. Các thiết bị từ tàu Cassini sau khi lấy mẫu khí về phân tích cho thấy một điều quan trọng là hóa chất trong đại dương ngầm ở đây có thể phù hợp cho vi sinh vật phát triển. Có những dấu hiệu mạnh mẽ cho thấy nước đang tương tác với đá ở đáy đại dương để tạo ra chất dinh dưỡng cho các loài côn trùng đơn giản.

Mô phỏng luồng hơi nước trên mặt trăng Enceladus. (Đồ họa: SPL).

"Tôi quan tâm đến vấn đề tìm kiếm sự sống trong hệ Mặt Trời trong nhiều thập kỷ qua và vẫn còn thấy sửng sốt vì những gì được chứng kiến trên Enceladus. Đó là một thế giới nhỏ ở cách xa chúng ta, dồi dào chất hữu cơ và nước cùng các dấu hiệu của sự sống. Thật đáng kinh ngạc", Chris McKay, nhà sinh vật học vũ trụ của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cho biết.

Tuy nhiên, công nghệ của tàu Cassini từ những năm 1980 – 1990 đã cũ, không thể chứng minh chắc chắn về sự tồn tại của vi sinh vật dưới lớp băng của Enceladus. Chúng ta sẽ cần đưa thêm nhiều vệ tinh khác nhau trang bị cảm biến chuyên biệt.

Tuần tới Cassini sẽ bay qua Enceladus lần cuối để chụp một loạt ảnh bề mặt chi tiết của mặt trăng này, kết thúc nhiệm vụ thám hiểm Enceladus. NASA đã mở một cuộc thi thiết kế tàu vũ trụ mới cho các nhiệm vụ khảo sát Enceladus trong tương lai.

Một trong những thiết kế dự thi là của Jonathan Lunine, một nhà khoa học liên ngành, phụ trách về nhiệm vụ của Cassini tại Đại học Cornell, New York. Ông lên ý tưởng một tàu vũ trụ gọi là tàu ELF. Con tàu này sẽ nhỏ gọn hơn Cassini, đem theo các dụng cụ chuyên biệt để phân tích thành phần hóa học có liên quan đến sinh học trong các luồng hơi trên mặt trăng sao Thổ.

"Với các khối phổ kế mạnh mẽ, chúng tôi có thể phát hiện ra các axit amin và nhận dạng chúng", ông cho biết. "Chúng tôi cũng có thể phát hiện axit béo và các isoprenoid trong màng tế bào vi khuẩn, những chất cũng có trong tế bào của vi khuẩn cổ đại, những vi khuẩn tồn tại trong các điều kiện khắc nghiệt nhất của Trái Đất. Ngoài ra, chúng tôi còn có thể đếm số lượng carbon của các chất này để xem chúng có hình thái của sự sống không. Cuối cùng, chúng tôi có thể đo đạc tỉ lệ các đồng vị của carbon, oxy và ni-tơ để xác định sự tương đồng với Trái Đất. Các sinh vật trên Trái Đất thường có các đồng vị nhẹ hơn khi chuyển hóa các chất này trong hệ thống".

Tuy nhiên, ý tưởng thiết kế này đã không được lựa chọn. Một trong những vấn đề của nó là nguồn năng lượng khi rời xa Mặt Trời. Khoảng cách từ Trái Đất đến hệ sao Thổ là 1,4 tỷ km nên lượng ánh sáng mà Enceladus nhận được chỉ bằng khoảng 1% Trái Đất, không thể sử dụng tấm thu năng lượng Mặt Trời. Cassini hiện đang sử dụng hệ thống pin hạt nhân. Đây là nguồn năng lượng hiếm và đắt đỏ.

Thành phần cấu tạo Enceladus, các luồng hơi nước phun lên từ cực nam. (Ảnh: NASA).

Trong công cuộc tìm kiếm sự sống ngoài vũ trụ, Enceladus có ưu điểm hơn những nơi khác như sao Hỏa hay mặt trăng Europa của sao Mộc là các thiết bị không cần phải hạ cánh xuống để lấy mẫu, do các luồng hơi luôn được phun liên tục vào không gian. Cách lấy mẫu sẽ tương tự như tàu Stardust của NASA lấy mẫu bụi từ vùng lân cận sao chổi vào năm 2006, bằng cách sử dụng vật liệu siêu nhẹ aerogel (một loại gel thành phần chính là oxit silic, với chất lỏng bên trong được thay thế bằng khí). Vấn đề chỉ là bảo quản mẫu sao cho không bị ảnh hưởng bởi tạp chất từ Trái Đất.

"Chúng tôi cần phải tách được hết các tạp chất từ Trái Đất khỏi mẫu", Peter Tsou, phụ trách dự án tìm kiếm sự sống trên Enceladus (LIFE) cho biết.

Theo tính toán của Tsou, cần phải mất 14 năm để đưa một mẫu lấy từ mặt trăng sao Thổ về Trái Đất, tính từ lúc phóng tàu vũ trụ.

"Nếu trên đó có sự sống, sẽ chỉ là các dạng sống vi sinh vật đơn giản", Carolyn Porco, người phụ trách hệ thống camera của Cassini cho biết.

"Dạng sống nào sẽ tồn tại trên đó? Giống Trái Đất hay không? Và sự sống có dựa trên ADN như trên Trái Đất không? Đây sẽ là một khám phá quan trọng, có thể là khám phá khoa học vĩ đại nhất của con người. Chúng tôi sẽ phải tìm cách quay lại đó nghiên cứu".

"Đây là nơi mà chúng ta có thể đi đến. Nếu phát hiện thấy sự sống ở đó, chúng tôi dám chắc rằng đây là cái nôi thứ hai của sự sống. Nó cũng cho phép chúng ta hướng sự chú ý tới các thiên hà xa xôi hơn. Nếu sự sống có thể bắt đầu hai, ba, bốn lần ở ngay trong hệ Mặt Trời, sẽ có bao nhiêu hành tinh có sự sống trong thiên hà?" Lunine nghĩ tới một viễn cảnh rộng lớn hơn.