Dưới bầu trời xa xôi của mặt trăng Titan thuộc sao Thổ, nơi từng được ví như một Trái Đất thứ hai, những bí ẩn về sự sống tiềm tàng đang dần được hé lộ. Năm 2021, một nhóm các nhà khoa học đã công bố những khám phá mới đầy thú vị tại Hội nghị Khoa học Mặt Trăng và Hành tinh ở Texas, Mỹ. Nghiên cứu này tập trung vào việc tái hiện các tác động thiên thạch trong phòng thí nghiệm, từ đó đưa ra những kết luận bất ngờ về khả năng tồn tại sự sống trên Titan.
Titan: Tiềm Năng Cho Sự Sống Ngoài Trái Đất?
Theo các nhà nghiên cứu, các vụ va chạm thiên thạch có thể tạo ra những miệng núi lửa khổng lồ trên Titan, đồng thời thay đổi cấu trúc địa chất của nó. Tiến sĩ Léa Bifo từ Đại học Paris, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết nếu có đủ nước lỏng và vật chất hữu cơ, các miệng hố va chạm này có thể trở thành nơi ươm mầm cho sự sống. Nước lỏng, khi được làm ấm tạm thời, sẽ tạo ra một hồ nước thuận lợi cho sự phát triển của vi sinh vật. Khi vật chất hữu cơ từ bề mặt đi vào đại dương, môi trường sống ở đây sẽ trở nên phong phú hơn.
Bằng chứng về các hồ nước đóng băng và hydrocacbon hữu cơ trên Titan đã được NASA xác định từ lâu. Nghiên cứu mới này cho thấy một tiểu hành tinh hoặc sao chổi va vào Titan có thể trộn lẫn hai thành phần này, tạo ra một môi trường lý tưởng cho sự sống phát triển. Các miệng hố va chạm cổ đại sẽ trở thành “cái nôi” của sự sống, theo tiến sĩ Alvaro Penado từ Đại học Campinas, Brazil.
Mô Phỏng Miệng Hố Va Chạm: Tìm Kiếm Dấu Vết Sự Sống
Nhóm của tiến sĩ Penado đã sử dụng mô hình giả lập để nghiên cứu một miệng hố va chạm rộng 425 km, hình thành khoảng 1 tỷ năm trước trên Titan. Sức nóng từ vụ va chạm sẽ tạo ra một hồ nước tồn tại khoảng 1 triệu năm trước khi đóng băng do nhiệt độ lạnh của Titan. Tuy nhiên, khoảng thời gian này đủ để các dạng vi khuẩn có thể phát sinh và thậm chí vẫn tồn tại dưới lớp băng.
Một miệng hố va chạm khác, Tênor, rộng 90 km cũng được coi là một ứng cử viên sáng giá cho việc chứa các dạng vi khuẩn hóa thạch được bảo quản trong băng. Đây chính là mục tiêu của sứ mệnh Dragon Fly của NASA, dự kiến đưa máy bay tự hành dạng chuồn chuồn đáp xuống Titan vào năm 2036. Dragon Fly sẽ sử dụng năng lượng hạt nhân để hoạt động, do ánh sáng mặt trời ở Titan rất yếu và bị bầu khí quyển mờ ảo chặn phần lớn.
Khí Quyển Titan: Tiềm Năng Cho Sự Sống
Một nghiên cứu khác cho thấy tia vũ trụ có thể biến những loại khí tưởng chừng chết chóc trên Titan thành các phân tử hữu cơ. Điều này có thể đã từng xảy ra trên Trái Đất 2,8 tỷ năm trước. Các nhà nghiên cứu từ IBM Research Zurich, Đại học Paris-Saclay và các tổ chức khác đã tái tạo các hạt mây mù trong bầu khí quyển của Titan. Kết quả cho thấy mây mù bao gồm các hạt nano được tạo thành từ nhiều phân tử hữu cơ phức tạp, chứa carbon, hydro và nitơ.
Các phân tử này hình thành khi bức xạ vũ trụ tác động vào hỗn hợp khí metan, nitơ và các khí khác trong khí quyển Titan. Điều đáng chú ý là bầu khí quyển Trái Đất 2,8 tỷ năm trước có thể cũng tương tự như vậy, thời điểm vi khuẩn lam xuất hiện và bắt đầu quá trình quang hợp, tạo ra sinh quyển ngầm đầu tiên và chuyển đổi carbon dioxide thành oxy.
Các nhà khoa học đã nỗ lực nghiên cứu “tholin”, một thuật ngữ chỉ các hợp chất hữu cơ chứa carbon chưa thể gọi tên được, hình thành khi khí quyển tiếp xúc với tia cực tím hoặc tia vũ trụ. Quá trình phân tích hơn 100 phân tử tholin của Titan cho thấy sự tương đồng với Trái Đất trong giai đoạn đầu hình thành sự sống.
Sông Hồ Hydrocacbon: Cảnh Quan Độc Đáo của Titan
Titan là nơi duy nhất ngoài Trái Đất có bề mặt phủ đầy chất lỏng. Các nghiên cứu gần đây đã cho thấy những hình ảnh đáng ngạc nhiên về đại dương và sông hồ trên hành tinh này, với những con sóng nhỏ xô vào bờ. Nhóm nghiên cứu từ Đại học Texas đã phát hiện ra rằng những đợt sóng trên các hồ của Titan chỉ cao khoảng 1 cm, và có thể tăng lên 20 cm.
Nhờ dữ liệu radar từ tàu vũ trụ Cassini, các nhà khoa học có thể đo được độ nhám bề mặt một cách chi tiết. Tốc độ gió ở Titan được ước tính là 0,22 m/s ở độ cao 10 m so với bề mặt. Các nhà khoa học đã khảo sát ba hồ lớn trên bán cầu Bắc của Titan: Kraken Mare, Ligeia Mare và Punga Mare. Những nghiên cứu này cho thấy gió trên Titan không mạnh, điều này có thể giúp việc đặt các tàu thăm dò tại đây dễ dàng hơn.
Khác với Trái Đất, chất lỏng trên Titan là metan lỏng và trải qua chu kỳ bốc hơi và mưa. Mặc dù mưa chỉ diễn ra khoảng 1000 năm một lần tại mỗi địa điểm trên Titan, nhưng những con sóng nhỏ vẫn đóng vai trò quan trọng trong việc nghiên cứu khí hậu và môi trường sống tiềm tàng.
Kết luận
Nghiên cứu về Titan mang đến những hy vọng mới về việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất. Khám phá những miệng hố va chạm cổ đại, các phân tử hữu cơ phức tạp trong khí quyển và những dòng sông hồ hydrocacbon cho thấy Titan là một thế giới vô cùng đặc biệt và tiềm ẩn nhiều điều bất ngờ. Mặc dù vẫn còn nhiều điều chưa biết về Titan, nhưng những nghiên cứu này đã giúp chúng ta hiểu rõ hơn về hành tinh này và khả năng tồn tại sự sống ở những nơi xa xôi trong vũ trụ.
Việc tiếp tục nghiên cứu Titan, đặc biệt là thông qua sứ mệnh Dragon Fly, có thể sẽ mang lại những khám phá đột phá, mở ra những cánh cửa mới trong việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất.