“Bức tường có màu xanh lục tươi sáng. Đó là màu xanh lục óng ánh nhất mà bạn từng thấy, vậy mà các vi sinh vật lại sống trong bóng tối hoàn toàn”, bà Barton, giáo sư khoa học địa chất tại Đại học Alabama (Mỹ), cho biết. Bên dưới những hẻm núi đá sâu hun hút của sa mạc Chihuahuan ở miền nam New Mexico, là một mạng lưới gồm 119 hang động. Các hang động này, thuộc Vườn quốc gia Carlsbad Caverns, được hình thành cách đây từ 4 đến 11 triệu năm do axit sulfuric hòa tan đá vôi. Điểm thu hút chính của công viên là hang động tham quan, Carlsbad Cavern. Tại đây, những nhũ đá lấp lánh bám vào trần của Phòng Lớn, một buồng ngầm khổng lồ dài gần 1.220 mét và rộng 191 mét. “Hang Carlsbad rất dễ tiếp cận. Đó là một hang động đá vôi rất lớn mà khách du lịch có thể tham quan, có bậc thang và thang leo, và mọi người đều có thể xuống”, ông Lars Behrendt, một nhà sinh vật học vi sinh tại Đại học Uppsala (Thụy Điển), người thực hiện nghiên cứu cùng bà Barton, cho biết. Mỗi năm có gần 350.000 người đến thăm hang Carlsbad, nhưng hầu hết đều hoàn toàn không biết rằng hang động này là nơi diễn ra một trong những khám phá khoa học khó hiểu nhất trong thập kỷ qua. Trong bóng tối đen thẳm, vi sinh vật đã có thể khai thác ánh sáng để tạo ra năng lượng – cùng loại ánh sáng phát ra từ các sao lùn đỏ, loại sao phổ biến nhất trong thiên hà của chúng ta. Điều này, theo bà Barton, có nghĩa là chúng ta có thể tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh ở nhiều nơi hơn so với suy nghĩ trước đây. Trong hơn 20 năm, bà Barton đã nghiên cứu sự sống vi sinh vật được tìm thấy sâu dưới lòng đất. Tuy nhiên, điều xảy ra tiếp theo lại là một bất ngờ, ngay cả với bà. Mặc dù hang động tối đen như mực, ánh sáng vẫn hé lộ một lớp vi sinh vật màu xanh bám vào vách. Các xét nghiệm sau đó cho thấy chúng là vi khuẩn lam; những sinh vật đơn bào có họ hàng với vi khuẩn. Tuy nhiên, không giống như hầu hết các loại vi khuẩn, vi khuẩn lam (còn được gọi là tảo lục lam) sử dụng ánh sáng mặt trời để tạo ra thức ăn. “Chúng tôi bắt đầu đi sâu hơn và sâu hơn vào hang động”, bà Barton nói. “Cuối cùng, chúng tôi đến một điểm mà chúng tôi không thể nhìn thấy gì nếu không dùng đèn pin. Chúng tôi phải dùng đèn pha để có thể nhìn thấy bàn tay của mình trước mặt, và thậm chí lúc đó, bạn vẫn có thể nhìn thấy sắc tố xanh trên vách hang”. TÌM KIẾM SỰ SỐNG TRÊN CÁC HÀNH TINH KHÁC Thực vật có màu xanh là do chất diệp lục, chất này hấp thụ năng lượng ánh sáng. Trong quá trình quang hợp, năng lượng này được sử dụng để chuyển đổi carbon dioxide và nước thành glucose và oxy. Quá trình này cũng tương tự ở vi khuẩn lam. Tuy nhiên, trong hang động không hề có ánh sáng mặt trời. Hóa ra, vi khuẩn lam trong hang động có khả năng hấp thụ ánh sáng cận hồng ngoại. Ánh sáng này có bước sóng dài hơn ánh sáng nhìn thấy được và không thể phát hiện được bằng mắt thường. Mặc dù ánh sáng nhìn thấy được chỉ có thể truyền đi vài trăm mét vào trong hang động, nhưng tia cận hồng ngoại có thể truyền đi xa hơn nhiều do tính chất phản chiếu của đá vôi. Trên thực tế, khi các nhà nghiên cứu đo ánh sáng ở phía sau hang động, nơi tối nhất, họ nhận thấy mức độ ánh sáng cận hồng ngoại tập trung gấp 695 lần so với ở lối vào. “Chúng tôi đã chứng minh rằng vi khuẩn lam không chỉ sống ở đó mà còn quang hợp trong một môi trường hoàn toàn được che chắn, nơi chúng có lẽ đã không bị tác động trong suốt 49 triệu năm”, ông Behrendt nói. Những phát hiện này có ý nghĩa quan trọng trong công cuộc tìm kiếm sự sống trên các hành tinh khác. Khi tìm kiếm một hành tinh ngoài hệ mặt trời có thể sinh sống được - một hành tinh quay quanh một ngôi sao trong một hệ mặt trời khác - chúng ta phải chú tâm đến loại sao mà nó đang quay quanh. Các nhà thiên văn học đã cố gắng phân loại các ngôi sao theo màu sắc ánh sáng mà chúng phát ra, từ đó rút ra bảy loại sao (O, B, A, F, G, K và M) được sắp xếp theo thứ tự nhiệt độ giảm dần, từ nóng nhất đến lạnh nhất. Loại O và B là những ngôi sao nóng nhất, nặng nhất và sáng nhất trong vũ trụ. Chúng được đặc trưng bởi màu trắng xanh. “Chúng tạo ra rất nhiều bức xạ tia cực tím, vì vậy chúng độc hại đối với sự sống”, bà Barton nói. Các ngôi sao loại G, bao gồm Mặt trời của chúng ta, có màu vàng và tạo ra rất nhiều ánh sáng trong quang phổ nhìn thấy được. Về mặt lý thuyết, những ngôi sao này là nơi tốt để tìm kiếm các thế giới có thể sinh sống được, nhưng các ngôi sao loại G chỉ chiếm 8% trong số khoảng một tỷ tỷ ngôi sao trong vũ trụ. Loại sao phổ biến nhất trong thiên hà của chúng ta là sao lùn đỏ, hay sao loại M. Phần lớn các hành tinh đá được phát hiện cho đến nay đều quay quanh loại sao này. Vì sao lùn đỏ có khối lượng thấp, các hành tinh của chúng có xu hướng quay quanh ở khoảng cách gần, điều này giúp chúng dễ dàng được phát hiện hơn. Tuy nhiên, hiện nay người ta cho rằng sao lùn đỏ có vùng sống được rất hẹp - khu vực gần sao nhất mà điều kiện không quá nóng cũng không quá lạnh để nước lỏng có thể tồn tại trên bề mặt hành tinh. Vì sự tồn tại của nước lỏng là điều cần thiết cho sự sống trên Trái đất, nên yếu tố này là điều mà các nhà sinh vật học vũ trụ tập trung vào khi tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất. Cho đến nay, họ đã tìm thấy hàng chục ứng cử viên. Tuy nhiên, không phải tất cả các hành tinh này đều có thể duy trì sự sống, và việc điều khiển các kính viễn vọng như Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) đòi hỏi thời gian và nguồn lực đáng kể. ĐI SÂU XUỐNG NHỮNG HANG ĐỘNG TỐI NHẤT Một yếu tố quan trọng khác quyết định sự tồn tại của sự sống là liệu quá trình quang hợp có thể diễn ra hay không. Trên Trái đất, quang hợp cung cấp oxy và là nền tảng của hầu hết các chuỗi thức ăn. Vì lý do này, việc giới hạn tìm kiếm chỉ trên các hành tinh có thể hỗ trợ quang hợp là điều hợp lý. Điều này có thể rút gọn đáng kể vùng xung quanh một ngôi sao nơi sự sống có thể tồn tại. “Đại đa số các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta là các ngôi sao loại M và K”, ông Barton nói. “Điều này có nghĩa là hầu hết các ngôi sao trong thiên hà của chúng ta phát ra ánh sáng cận hồng ngoại, nhưng chúng ta hầu như không biết gì về cách quang hợp và liệu sự sống có thể tồn tại trong điều kiện ánh sáng do một ngôi sao như vậy tạo ra”. Bà Barton dự định thay đổi điều này. Cùng với ông Behrendt, bà đã đệ trình một đề xuất lên NASA để tìm ra giới hạn mà sự sống quang hợp có thể tồn tại. Công việc này sẽ bao gồm việc đi sâu xuống những hang động tối nhất để đo chính xác lượng ánh sáng cần thiết cho vi khuẩn lam tồn tại. Thông tin đó sau đó có thể được sử dụng để thu hẹp phạm vi tìm kiếm các thế giới có thể sinh sống được. Ví dụ, với kính viễn vọng không gian JWST, các nhà khoa học có thể đo lượng và loại ánh sáng mà các hành tinh ngoài hệ mặt trời nhận được. “Chúng tôi đang cố gắng tìm ra bước sóng ánh sáng dài nhất và mức độ ánh sáng thấp nhất mà quá trình quang hợp có thể xảy ra”, bà Barton nói. “Từ 100 tỷ ngôi sao tiềm năng mà chúng ta có thể hướng kính viễn vọng không gian James Webb vào, chúng ta sẽ thu hẹp phạm vi xuống còn khoảng 50 ngôi sao”. Nói cách khác, điều này có thể dẫn đến việc các nhà sinh vật học vũ trụ mở rộng phạm vi các loại hành tinh mà họ tin rằng có thể hỗ trợ sự sống. Khi ánh sáng từ ngôi sao truyền qua bầu khí quyển của các hành tinh tiềm năng, các tần số ánh sáng cụ thể sẽ được hấp thụ tùy thuộc vào các nguyên tố hiện diện. Do đó, các nhà thiên văn học có thể tìm ra xem liệu một số nguyên tố nhất định có thể gợi ý sự hiện diện của sự sống, như oxy. “Có rất, rất ít cách để tạo ra oxy trong bầu khí quyển mà không có sự sống”, bà Barton nói. “Vì vậy, nếu bạn có thể tìm thấy oxy trong bầu khí quyển của một trong những ngoại hành tinh đó, đó là một dấu hiệu mạnh mẽ cho khả năng có sự sống”. n www.tienphong.vn NHÌN RA THẾ GIỚI 18 7-8/2/2026 KHI NHÀ SINH VẬT HỌC HAZEL BARTON MẠO HIỂM VÀO HANG ĐỘNG, BÀ ĐÃ TÌM THẤY NHỮNG SINH VẬT QUANG HỢP HOÀN TOÀN TRONG BÓNG TỐI. SỰ HIỂU BIẾT MỚI NÀY CÓ NGHĨA LÀ SỰ SỐNG TRONG VŨ TRỤ CÓ THỂ TỒN TẠI Ở NHỮNG NƠI MÀ CHÚNG TA CHƯA TỪNG NGHĨ TỚI. HOÀI VY (theo bbc.com, ngày 03/02/2025) để tìm kiếm sự sống... ngoài hành tinh Hiện nay, người ta cho rằng sao lùn đỏ có vùng sống được rất hẹp – khu vực gần sao nhất mà điều kiện không quá nóng cũng không quá lạnh để nước lỏng có thể tồn tại trên bề mặt hành tinh. Bên trong hang động Carlsbad Caverns, Mỹ Những lớp màng vi khuẩn màu xanh dày đặc nằm sâu bên trong hang động, ngay cả khi không có ánh sáng Cách Trái đất 40 năm ánh sáng, hai hành tinh có kích thước tương tự Trái đất đi ngang qua một ngôi sao lùn đỏ CHUI HANG SÂU
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM5MTU3OQ==