Cho đến nay, hơn 5000 hệ thống ngoại hành tinh đã được phát hiện. Dấu hiệu sinh học là các thành phần hóa học trong bầu khí quyển của một hành tinh có thể chỉ ra sự sống và chúng thường bao gồm các loại khí phong phú trong bầu khí quyển của hành tinh chúng ta.
Các nhà khoa học tại UC Riverside gợi ý rằng thiếu một thứ gì đó trong danh sách hóa chất điển hình mà các nhà sinh vật học vũ trụ sử dụng để tìm kiếm sự sống trên các hành tinh xung quanh những ngôi sao khác - khí gây cười.
Eddie Schwieterman, một nhà sinh vật học vũ trụ thuộc Khoa Khoa học Trái đất và Hành tinh của UCR, cho biết, “Đã có rất nhiều ý kiến cho rằng oxy và metan là chữ ký sinh học. Ít nhà nghiên cứu đã xem xét nghiêm túc oxit nitơ, nhưng chúng tôi nghĩ rằng đó có thể là một sai lầm.”
Để đi đến kết luận này, các nhà khoa học đã xác định lượng oxit nitơ mà một hành tinh như Trái đất có thể tạo ra. Sau đó, họ tạo ra các mô phỏng của hành tinh đó quay quanh nhiều loại sao khác nhau và tính toán lượng N2O có thể được chụp bởi kính viễn vọng như kính viễn vọng. Kính viễn vọng Không gian James Webb.
Oxit nitơ, hay N2O, là một loại khí được tạo ra theo nhiều cách khác nhau bởi các sinh vật sống. Các vi sinh vật liên tục chuyển đổi các phân tử nitơ khác thành N2O thông qua quá trình trao đổi chất có thể tạo ra năng lượng hữu ích cho tế bào.
Schwieterman nói, “Cuộc sống tạo ra các chất thải nitơ được một số vi sinh vật chuyển đổi thành nitrat. Trong bể cá, những nitrat này tích tụ, đó là lý do tại sao bạn phải thay nước. Tuy nhiên, trong điều kiện thích hợp ở đại dương, một số vi khuẩn có thể chuyển đổi các nitrat đó thành N2O. Khí sau đó rò rỉ vào bầu khí quyển.”
N2O có thể được tìm thấy trong một môi trường và vẫn không phải là dấu hiệu của sự sống trong một số trường hợp. Điều này đã được xem xét trong mô hình mới. Ví dụ, sét có thể tạo ra một lượng nhỏ oxit nitơ. Tuy nhiên, sét cũng tạo ra nitơ đioxit, khiến các nhà sinh vật học vũ trụ gợi ý rằng các quá trình địa chất hoặc khí tượng không có sự sống đã tạo ra khí này.
Những người khác coi N2O là khí đặc trưng sinh học thường kết luận rằng nó sẽ khó phát hiện từ khoảng cách quá xa. Schwieterman giải thích rằng kết luận này dựa trên nồng độ N2O trong khí quyển của Trái đất Hôm nay. Bởi vì không có nhiều trên hành tinh tràn đầy sự sống này, một số người tin rằng nó cũng khó phát hiện ở những nơi khác.
Schwieterman nói, “Kết luận này không tính đến các giai đoạn trong lịch sử trái đất nơi điều kiện đại dương sẽ cho phép giải phóng N2O sinh học lớn hơn nhiều. Các điều kiện trong những thời kỳ đó có thể phản ánh vị trí của một ngoại hành tinh ngày nay.”
“Những ngôi sao phổ biến như sao lùn K và M tạo ra quang phổ ánh sáng kém hiệu quả hơn trong việc phá vỡ phân tử N2O so với mặt trời của chúng ta. Hai hiệu ứng này kết hợp với nhau có thể làm tăng đáng kể lượng dự đoán của loại khí có chữ ký sinh học này trên một thế giới có người sinh sống.”
Nghiên cứu được thực hiện với sự cộng tác của Đại học Purdue, Viện Công nghệ Georgia, Đại học Mỹ và Trung tâm Chuyến bay Vũ trụ Goddard của NASA.
Tạp chí tham khảo:
- Edward W. Schwieterman, Stephanie L. Olson và cộng sự. Đánh giá phạm vi hợp lý của chữ ký sinh học N2O trên các Trái đất ngoại lai: Phương pháp tiếp cận mô hình hóa sinh học, quang hóa và quang phổ tích hợp. Tạp chí Astrophysical Journal. DOI: 10.3847/1538-4357/ac8cfb
