Phát hiện 'dấu ấn sự sống' trên một 'ngôi sao bị hỏng'

Nhờ kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), nhóm nghiên cứu do giáo sư Adam Burgasser (Đại học California San Diego, Mỹ) dẫn đầu đã phát hiện khí phosphine (PH₃) trong bầu khí quyển của Wolf 1130C, một sao lùn nâu nghèo kim loại thuộc hệ ba sao Wolf 1130ABC, nằm trong chòm sao Thiên Nga (Cygnus).

Hệ 3 sao Wolf 1130ABC, trong đó sao lùn nâu Wolf 1130C, nơi "khí sự sống" phosphine xuất hiện, nằm ở bìa phải - Ảnh đồ họa: Adam Burgasser

Sao lùn nâu thường được ví như những “ngôi sao bị hỏng”, quá lớn để là hành tinh, nhưng không đủ khối lượng để duy trì phản ứng tổng hợp hạt nhân như một ngôi sao thực thụ. Chính vì vậy, chúng trở thành những thế giới “nửa vời”, lơ lửng giữa hai ranh giới của vũ trụ.

Phát hiện phosphine tại đây gây bất ngờ cho các nhà thiên văn. Trước đó, dấu vết của loại khí này từng được phát hiện trong bầu khí quyển Sao Kim, làm dấy lên tranh luận gay gắt về khả năng tồn tại sự sống vi sinh. Trong thiên văn học, phosphine được xem là “dấu ấn sinh học”, một trong những hợp chất có thể gợi ý đến hoạt động sống hữu cơ.

Tuy nhiên, phosphine không chỉ được tạo ra bởi sinh vật. Nó có thể hình thành tự nhiên trong môi trường giàu hydro như Sao Mộc hay Sao Thổ. Điều khiến Wolf 1130C trở nên đặc biệt là khí phosphine xuất hiện trong một bầu khí quyển thiếu oxy và nghèo kim loại, điều kiện vốn không thuận lợi cho sự hình thành hợp chất này.

Theo tiến sĩ Eileen Gonzales (Đại học bang San Francisco, Mỹ), đồng tác giả nghiên cứu, nhóm đã sử dụng kỹ thuật mô hình hóa gọi là “thu hồi khí quyển” để lần theo dấu vết phosphine và cách nó được tạo ra.

“Có thể trong môi trường nghèo oxy như Wolf 1130C, phốt pho không bị ràng buộc với oxy để tạo thành phốt pho trioxide, mà kết hợp với hydro dồi dào để hình thành phosphine,” bà giải thích.

Một giả thuyết khác cho rằng phốt pho được cung cấp từ chính sao lùn trắng Wolf 1130B trong cùng hệ sao.

Dù nhóm nghiên cứu không kỳ vọng tìm thấy sinh vật tại Wolf 1130C, phát hiện này mở ra hướng đi mới trong việc hiểu rõ hơn về chu trình phốt pho trong thiên hà một yếu tố quan trọng của hóa học sự sống.

Việc xác định chính xác cách thức phosphine hình thành ở các môi trường khác nhau sẽ giúp các nhà khoa học phân biệt dấu ấn sinh học thật sự với những phản ứng hóa học tự nhiên khi quan sát các hành tinh giống Trái Đất trong tương lai.

“Wolf 1130C có thể không chứa sự sống, nhưng nó dạy chúng ta cách nhận diện sự sống khi nó thực sự xuất hiện,” nhóm nghiên cứu kết luận.