[비즈한국] Kể từ khi các phi hành gia của sứ mệnh Apollo những năm 1960~70 mang đá và bụi mặt trăng trở về, cho đến nay chỉ có đúng hai trường hợp con người hạ cánh xuống các thiên thể trôi dạt ngoài vũ trụ và mang vật chất từ đó trở về. Cả hai lần đều là các tiểu hành tinh có kích thước nhỏ hơn Trái Đất rất nhiều.
Một là tiểu hành tinh Ryugu, mục tiêu của tàu thăm dò Hayabusa của Nhật Bản, và hai là tiểu hành tinh Bennu, nơi tàu thăm dò OSIRIS-Rex của NASA từng ghé thăm. Cả hai sứ mệnh đều diễn ra theo cách thức tương tự; thực tế, nói đúng hơn thì đó không phải là hạ cánh mà là một cú "chạm nhẹ" rồi rời đi. Ngay khoảnh khắc tiếp cận bề mặt tiểu hành tinh, các mảnh vỡ bắn ra đã được thu thập vào khoang chứa và mang về Trái Đất an toàn. Có thể ví von rằng họ đã thực hiện một cú "chạm rồi chạy" (touch-and-go) trên tiểu hành tinh.
Tàu OSIRIS-Rex đã tiếp cận Bennu để thu thập mẫu vào ngày 20 tháng 10 năm 2020. Sau đó, vào ngày 24 tháng 9 năm 2023, khoang chứa mẫu đã vượt qua bầu khí quyển Trái Đất và trở về an toàn. Tổng khối lượng mẫu của Bennu mang về Trái Đất là 121,6 gram. Đây là lượng mẫu tiểu hành tinh lớn nhất từng được thu hồi. Gần đây, các nhà thiên văn học đã phát hiện một điều đáng kinh ngạc trong lớp bụi đất của tiểu hành tinh này: tất cả các thành phần cấu tạo nên DNA và RNA của sinh vật Trái Đất đều đã được tìm thấy! Chưa hết, điều này còn mở ra khả năng rằng Bennu có thể là mảnh vỡ còn sót lại từ một hành tinh lớn hơn rất nhiều, một hành tinh từng chứa đựng sự sống.
Trước khi đưa tàu thăm dò đến, trong một thời gian dài, các nhà thiên văn học vẫn nghĩ Bennu chỉ là một tiểu hành tinh hết sức bình thường. Trong các thiên thạch rơi xuống Trái Đất, người ta dễ dàng bắt gặp những khối khoáng chất dạng tròn, được gọi là 'chondrule' (trong tiếng Hy Lạp nghĩa là hạt). Dù nguồn gốc chính xác chưa được xác định, nhưng người ta cho rằng chúng có lẽ được tạo ra khi các khoáng chất tan chảy dưới ánh nắng cường độ mạnh thời sơ khai của hệ Mặt Trời rồi đông đặc lại. Dạng hình cầu này rất dễ thấy ở nhiều tiểu hành tinh và thiên thạch.
Thế nhưng, tình trạng thực tế của Bennu khi tàu thăm dò ghé thăm đã nằm ngoài dự đoán. Trong đá của Bennu, các chondrule thông thường không xuất hiện rõ ràng. Bennu dường như đã trải qua một lịch sử hóa học năng động hơn. Chỉ có một lý do duy nhất để giải thích cho tình trạng độc đáo này của Bennu: đó chính là nước.
Nước là chất liệu làm thay đổi tính chất của đá và khoáng chất một cách hiệu quả. Trong các mẫu vật của Bennu, dấu vết của nước còn lưu lại rất rõ ràng. Sự tồn tại của các loại phosphate và silicate đa dạng, bao gồm cả phosphate magie, là những thành phần tiêu biểu chỉ có thể hình thành nếu có sự hiện diện của nước. Đồng thời, carbon và nitơ – hai nguyên liệu thiết yếu cấu tạo nên sự sống – cũng được tìm thấy với hàm lượng rất cao. Những bằng chứng này cho thấy Bennu không đơn thuần chỉ là một tảng đá trôi dạt trong vũ trụ, mà có khả năng là một mảnh vỡ tách ra từ một hành tinh lớn từng ôm trọn đại dương bên trong mình.
Hơn nữa, trong phân tích lần này, 14 trong tổng số 20 loại axit amin đã được phát hiện. Khi các axit amin kết nối dài với nhau, chúng tạo nên protein của sinh vật, và việc phát hiện nhiều axit amin như vậy trên một tiểu hành tinh là một kết quả cực kỳ thú vị. Bên cạnh đó, N-heterocycle, những phân tử có vòng chứa nitơ, được phát hiện với mật độ áp đảo, đạt khoảng 5nmol/g. Dù con số này nghe có vẻ nhỏ, nhưng nếu so sánh với các tiểu hành tinh khác như Ryugu, nó cao gấp 5~10 lần. Đặc biệt, việc tìm thấy cả năm loại bazơ nitơ cấu tạo nên DNA và RNA của sinh vật Trái Đất – adenin, guanin, cytosin, thymin, uracil – mang ý nghĩa vô cùng lớn. Ngoài ra, nhiều phân tử khác như axit nicotinic cũng đã được tìm thấy.
Bennu không chỉ là một tảng đá bám bụi carbon, mà dường như là một mảnh vỡ tách ra từ một vật thể từng chứa đựng vô vàn nguyên liệu cho sự sống và các hợp chất sinh học.
Trong các mẫu vật của Bennu, người ta tìm thấy những tinh thể nhỏ chứa muối, điều này ám chỉ rằng môi trường gốc của Bennu là một nơi có nước biển rất mặn hoặc các hồ muối. Các thành phần được phát hiện trên Bennu rất giống với các hồ muối tìm thấy ở Úc và nhiều nơi trên Trái Đất. Dựa vào đó, các nhà thiên văn học càng củng cố giả thuyết rằng Bennu là mảnh vỡ tách ra từ một hành tinh mẹ từng chứa những hồ muối mặn chát. Xét ở khía cạnh chứa nước biển có muối, Bennu có nét tương đồng với mặt trăng Enceladus của sao Thổ hoặc Ceres, một trong những hành tinh lùn lớn nhất. Biết đâu, một trong hai nơi đó chính là quê hương gốc của Bennu.
Hiện tại, Bennu chỉ là một tiểu hành tinh nhỏ với đường kính 500m, nhưng người ta ước tính rằng ban đầu nó có thể là một hành tinh nguyên thủy hoặc hành tinh lùn lớn hơn nhiều. Trên bề mặt hoặc bên trong lòng đất của nó từng tồn tại những hồ nước và biển mặn chát, và biết đâu đó còn là một thế giới đầy ắp các phân tử hữu cơ đa dạng cùng các bazơ nitơ – những nguyên liệu cơ bản cho sự sống. Sau đó, khoảng 2 đến 0,7 tỷ năm trước, nó đã va chạm dữ dội với một thiên thể khác có kích thước tương đương, khiến hành tinh mẹ tan tành. Bennu được cho là một trong những mảnh vỡ còn sót lại sau sự kiện đó. Một số nhà thiên văn học cho rằng tiểu hành tinh Polana, hiện đang quay quanh quỹ đạo giữa sao Hỏa và sao Mộc và có sự cộng hưởng 1:2 với sao Hỏa, có liên quan đến hành tinh mẹ của Bennu.
Nếu hành tinh mẹ của Bennu có đủ thời gian và không trải qua cú va chạm dữ dội từ sớm, có lẽ sự sống đa dạng như trên Trái Đất cũng đã có thể nảy sinh ở đó. Trái Đất cũng đã trải qua vô số vụ va chạm lớn nhỏ trong suốt 4,5 tỷ năm qua, trong đó có vài lần đủ sức mạnh để xóa sổ một phần hệ sinh thái, nhưng may mắn là chúng ta đã tránh được những vụ va chạm làm hủy diệt cả hành tinh. Ngược lại, Bennu đã trải qua một cú va chạm mạnh đến mức hành tinh mẹ bị tan rã, để rồi cuối cùng chỉ còn lại những mảnh vỡ mang theo những ký ức rực rỡ thoáng qua, trôi dạt ở rìa hệ Mặt Trời.
Nếu Bennu may mắn tránh được cú va chạm thời đó, lịch sử hệ Mặt Trời có lẽ đã hoàn toàn khác biệt. Hai hệ sinh thái tiến hóa độc lập trên hai hành tinh khác nhau, và hai nền văn minh có thể đã phát hiện ra nhau, giao lưu, thậm chí xung đột, từ đó sớm bước vào kỷ nguyên của những giống loài đa hành tinh.
Việc phát hiện ra nhiều hợp chất sinh học trong mẫu vật Bennu cho thấy khả năng các tiểu hành tinh khác cũng chứa đựng đủ các chất tương tự. Nói cách khác, các vật chất tạo nên sự sống tồn tại rộng khắp ở rất nhiều nơi trong không gian hệ Mặt Trời. Chúng ta thậm chí có thể kỳ vọng vào khả năng tồn tại những dạng sống vi sinh vật vẫn đang kiên cường sinh tồn ở đâu đó, dù chỉ là dưới dạng thức nhỏ bé nhất.
Thực tế, đây không phải là lần đầu tiên các chất hữu cơ và axit amin – chìa khóa dẫn đến nguồn gốc sự sống trên Trái Đất – được tìm thấy trên các thiên thể nhỏ trôi dạt ở rìa hệ Mặt Trời như tiểu hành tinh hay sao chổi. Qua nhiều cuộc thăm dò trước đây, người ta đã biết rằng các vật chất là nguyên liệu của sự sống đang tồn tại ở dạng đóng băng bên ngoài Trái Đất. Điển hình là sứ mệnh Rosetta, lần đầu tiên trong lịch sử nỗ lực hạ cánh xuống một sao chổi.
Khi đó, sứ mệnh Rosetta đã hạ cánh xuống sao chổi 67P có hình dáng chú vịt cao su dễ thương. Dù không xác nhận được nguồn gốc nước biển Trái Đất như kỳ vọng, nhưng họ đã phát hiện ra axit amin glycine một cách bất ngờ. Điều này cho thấy khả năng nguồn gốc sự sống trên Trái Đất có thể đến từ bên ngoài hành tinh chúng ta. Và mẫu vật Bennu lần này cũng củng cố thêm giả thuyết cho rằng sự sống trên Trái Đất có nguồn gốc không chỉ từ Trái Đất mà là từ vũ trụ xa xôi.
Điều này còn chứa đựng một khả năng thú vị hơn nữa: Trái Đất không phải là sân khấu duy nhất trong hệ Mặt Trời nơi sự sống có thể nảy sinh và tiến hóa. Rất có khả năng điều này đã xảy ra phổ biến ở nhiều hành tinh khác, thậm chí là ở những hành tinh nguyên thủy trong ký ức đã tan tành và biến mất sau những vụ va chạm từ lâu. Ít nhất trong hệ Mặt Trời, các nguyên liệu của sự sống đã và đang rất phổ biến. Nếu chỉ riêng một mình Bennu đã chứa hàm lượng chất sinh học cao như vậy, thì chắc chắn nhiều tiểu hành tinh khác cũng sẽ lưu giữ những dấu vết tương tự. Những tàn dư của sự sống cổ đại khác đang trôi dạt ở rìa hệ Mặt Trời.
Biết đâu trong tương lai, thông qua nhiều cuộc thăm dò hơn, khi tìm thấy từng mảnh vỡ đã mất của Bennu, chúng ta có thể chắp vá lại ký ức về một kho báu sự sống khác đã biến mất từ hàng tỷ năm trước, giống như việc lắp ghép những mảnh gốm vỡ.
Nhìn vào tiểu hành tinh nhỏ bé Bennu và lớp bụi trong khoang chứa mang về, chúng ta lại nhớ về một hành tinh khổng lồ khác đã biến mất từ hàng tỷ năm trước. Biết đâu đó, nơi từng ôm trọn những hồ nước, đại dương và thậm chí là nơi sự sống đã khởi sinh.
Tham khảo
https://www.nature.com/articles/s41550-024-02472-9
https://www.nature.com/articles/s41586-024-08495-6
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Anh yêu mèo và vũ trụ. Từ khi còn nhỏ, sau khi xem ‘Galaxy Express 999’, anh đã nuôi ước mơ lan tỏa vẻ đẹp của vũ trụ đến mọi người. Hiện anh đang nghiên cứu về sự tiến hóa của các thiên hà thông qua tương tác tại Trung tâm Nghiên cứu Tiến hóa Thiên hà và Phòng thí nghiệm Vũ trụ học cận địa tại Đại học Yonsei, đồng thời thực hiện nhiều hoạt động truyền thông khoa học như thuyết giảng và viết lách. Anh là tác giả của các cuốn sách như ‘Đài thiên văn đang yêu’, ‘Suy nghĩ về vũ trụ cả ngày’, ‘Sao, khoa học của ánh sáng’,...