Các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge đề xuất rằng sao chổi có thể vận chuyển các khối xây dựng sự sống đến các hành tinh khác, đặc biệt là trong các hệ thống "hạt đậu trong vỏ". Kết quả của họ cho thấy những phân tử này có thể tồn tại trên các hành tinh quay gần nhau, cung cấp những hiểu biết mới về việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất.

Các khối xây dựng phân tử của sự sống xuất hiện trên Trái đất như thế nào? Một giả thuyết lâu đời cho rằng chúng có thể được sao chổi gửi đến. Giờ đây, các nhà nghiên cứu từ Đại học Cambridge đã chỉ ra cách sao chổi gửi các khối xây dựng tương tự lên các hành tinh khác trong Dải Ngân hà.

Để vận chuyển vật chất hữu cơ, sao chổi cần di chuyển với tốc độ tương đối chậm—dưới 15 km/giây. Ở vận tốc cao hơn, các phân tử cơ bản sẽ không thể tồn tại—tốc độ và nhiệt độ của cú va chạm sẽ khiến chúng bị phân mảnh.

Trong hệ thống "Wandoujia", sao chổi có nhiều khả năng bay với tốc độ phù hợp nhất. Trong một hệ thống như vậy, một sao chổi có thể đi qua hoặc “nảy” từ quỹ đạo của hành tinh này sang quỹ đạo của hành tinh khác, làm nó chậm lại.

Chậm đủ, sao chổi có thể va chạm vào các bề mặt hành tinh, mang theo các phân tử nguyên vẹn mà các nhà nghiên cứu tin là tiền thân của sự sống. Kết quả được công bố ngày 15 tháng 11 trong Kỷ yếu của Hiệp hội Hoàng gia A, cho thấy rằng nếu việc phân phối sao chổi là quan trọng đối với nguồn gốc của sự sống thì những hệ thống như vậy sẽ là nơi tốt để tìm kiếm sự sống bên ngoài hệ mặt trời.

Sao chổi: vật mang tiền phân tử sinh học

Sao chổi được biết là có chứa một loạt các thành phần cơ bản của sự sống, được gọi là tiền phân tử. Ví dụ, phân tích một mẫu của tiểu hành tinh Ryugu vào năm 2022 cho thấy nó chứa đầy đủ các axit amin và vitamin B3. Sao chổi cũng chứa một lượng lớn hydro xyanua (HCN), một phân tử tiền sinh học quan trọng khác. Liên kết carbon-nitơ mạnh mẽ của HCN làm cho nó có khả năng chịu được nhiệt độ cao hơn, nghĩa là nó có khả năng tồn tại nguyên vẹn sau khi đi vào khí quyển.

Tác giả đầu tiên Richard Anslow từ Viện Thiên văn học tại Đại học Cambridge cho biết: "Kiến thức của chúng ta về bầu khí quyển ngoại hành tinh ngày càng tăng lên, vì vậy chúng tôi muốn xem liệu các phân tử phức tạp của các hành tinh cũng có thể được sao chổi mang đến hay không. Các phân tử tạo ra sự sống trên Trái đất. Có khả năng các hạt đến từ sao chổi và do đó các hành tinh ở nơi khác trong thiên hà. "

Các nhà nghiên cứu không khẳng định rằng sao chổi là cần thiết cho nguồn gốc sự sống trên Trái đất hay bất kỳ hành tinh nào khác. Thay vào đó, họ hy vọng sẽ áp đặt một số hạn chế lên các loại hành tinh mà sao chổi có thể vận chuyển thành công các phân tử phức tạp như HCN.

Đường đi của sao chổi và tác động đến Hệ Mặt trời

Hầu hết các sao chổi trong Hệ Mặt trời đều nằm ngoài quỹ đạo của Sao Hải Vương trong vùng được gọi là Vành đai Kuiper. Khi sao chổi hoặc các Vật thể Vành đai Kuiper (KBO) va chạm nhau, chúng bị lực hấp dẫn của Sao Hải Vương đẩy về phía Mặt trời và cuối cùng bị lực hấp dẫn của Sao Mộc kéo về phía Mặt trời. Một số sao chổi này đi qua vành đai tiểu hành tinh và đi vào bên trong hệ mặt trời.

Anslow cho biết: "Chúng tôi muốn thử nghiệm lý thuyết của mình trên một hành tinh tương tự như hành tinh của chúng ta, bởi vì Trái đất là hành tinh duy nhất mà chúng ta hiện đang hỗ trợ sự sống. Loại sao chổi nào, loại nào chạy với tốc độ cao, liệu nó có thể mang lại các tiền phân tử sinh học nguyên vẹn hay không?" các phân tử tiền thân của sự sống, nhưng chỉ trong những trường hợp nhất định. Để một hành tinh quay quanh một ngôi sao tương tự như mặt trời của chúng ta, khối lượng của hành tinh đó phải thấp và quỹ đạo của hành tinh đó phải gần với các hành tinh khác trong hệ thống. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng đối với các hành tinh quay quanh các ngôi sao có khối lượng thấp hơn, điều quan trọng hơn nhiều là các hành tinh lân cận phải quay quanh quỹ đạo gần hơn vì vận tốc điển hình của những ngôi sao này cao hơn nhiều.

Trong một hệ thống như vậy, một sao chổi có thể bị lực hấp dẫn của một hành tinh kéo vào và đi ngang qua một hành tinh khác trước khi va chạm. Nếu những lần 'đi ngang qua sao chổi' như vậy xảy ra đủ thường xuyên, tốc độ của sao chổi sẽ chậm lại, cho phép một số phân tử tiền sinh học sống sót khi đi vào khí quyển.

Anslow cho biết: "Trong những hệ thống dày đặc này, mỗi hành tinh đều có cơ hội tương tác với sao chổi và bẫy nó. Cơ chế này có thể là cách các phân tử prebiotic xuất hiện trên hành tinh." "

Đối với các hành tinh quay quanh các ngôi sao có khối lượng thấp như sao lùn M, sao chổi khó vận chuyển các phân tử phức tạp vào quỹ đạo của chúng hơn, đặc biệt nếu các hành tinh có cấu trúc lỏng lẻo. Các hành tinh đá trong các hệ thống này cũng sẽ phải chịu những tác động tốc độ cao hơn, có thể đặt ra những thách thức đặc biệt cho sự sống trên các hành tinh này.

Tác động đến việc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất

Các nhà nghiên cứu cho biết phát hiện của họ có thể giúp xác định nơi tìm kiếm sự sống ngoài hệ mặt trời

Anslow cho biết: "Điều thú vị là. để chúng tôi có thể bắt đầu xác định các loại hệ thống mà chúng tôi có thể sử dụng để kiểm tra các kịch bản nguồn gốc khác nhau. Đó là một cách khác để nhìn vào công việc vĩ đại đã được thực hiện trên Trái đất. Nó như thế nào. Con đường phân tử dẫn đến sự sống phong phú như vậy xung quanh chúng ta? Những con đường tương tự có thể tồn tại trên các hành tinh khác? Đây là thời điểm thú vị để kết hợp những tiến bộ trong thiên văn học và hóa học để nghiên cứu một số câu hỏi cơ bản nhất. "