NASA phát hiện phân tử hữu cơ phức tạp trên Sao Hỏa

Theo nghiên cứu vừa được công bố trên tạp chí Science Advances, xe tự hành Perseverance của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đã phát hiện carbon đại phân tử (Macromolecular Carbon - MMC) trong các mẫu đá bùn tại khu vực Bright Angel, nằm dọc thung lũng sông cổ Neretva Vallis thuộc miệng hố va chạm Jezero trên Sao Hỏa.

Đây là một trong những phát hiện đáng chú ý nhất của sứ mệnh Perseverance kể từ khi hạ cánh xuống Sao Hỏa năm 2021, bởi các hợp chất carbon hữu cơ được xem là thành phần hóa học nền tảng của sự sống trên Trái Đất.

Phát hiện bằng công nghệ quang phổ tiên tiến

Các mẫu đá được phân tích bằng thiết bị SHERLOC (Scanning Habitable Environments with Raman & Luminescence for Organics and Chemicals) gắn trên cánh tay robot của Perseverance. Thiết bị sử dụng tia laser tử ngoại kết hợp kỹ thuật quang phổ Raman để xác định thành phần khoáng vật và phát hiện các hợp chất hữu cơ mà không làm phá hủy mẫu vật.

Nhóm nghiên cứu do Tiến sĩ Ashley Murphy (Viện Khoa học Hành tinh, Mỹ) và Phó Điều tra viên trưởng của SHERLOC Kyle Uckert đồng chủ trì đã xác nhận sự hiện diện của carbon đại phân tử trong các lớp đá trầm tích hình thành từ hàng tỷ năm trước.

Theo các nhà khoa học, carbon đại phân tử là mạng lưới gồm nhiều nguyên tử carbon liên kết với nhau theo cấu trúc phức tạp. Trên Trái Đất, dạng vật chất này có thể xuất hiện trong hóa thạch sinh vật, than đá hoặc các trầm tích giàu vật chất hữu cơ. Tuy nhiên, nó cũng có thể được tạo ra từ các phản ứng địa hóa giữa đá và nước hoặc được mang tới bởi thiên thạch.

Vì vậy, việc phát hiện MMC không đồng nghĩa với việc đã tìm thấy dấu vết sự sống trên Sao Hỏa, mà chỉ cho thấy hành tinh này từng tồn tại các hợp chất hữu cơ phức tạp - một trong những điều kiện cần cho sự sống.

Manh mối mới về môi trường cổ đại trên Hành tinh Đỏ

Theo nhóm nghiên cứu, hàng tỷ năm trước, một con sông cổ đã đưa nước và trầm tích đổ vào miệng hố Jezero, tạo nên một hồ nước rộng lớn. Theo thời gian, các lớp bùn mịn lắng xuống đáy hồ rồi kết cứng thành đá - chính là loại đá mà Perseverance đang khảo sát.

Điểm đáng chú ý là carbon đại phân tử được phát hiện cùng với các khoáng vật carbonate và sulfate, những khoáng chất thường hình thành khi nước tương tác với đá. Điều này cho thấy khu vực Bright Angel từng trải qua nhiều giai đoạn địa chất có sự hiện diện của nước - yếu tố được xem là điều kiện quan trọng để các phản ứng hóa học tiền sinh học diễn ra.

Đặc biệt, các hợp chất hữu cơ chỉ nằm ở độ sâu vài micromet dưới bề mặt đá - mỏng hơn độ dày của một tờ giấy. Đây là lần đầu tiên các phân tử carbon hữu cơ phức tạp được phát hiện ở vị trí nông như vậy trên Sao Hỏa.

Theo các nhà khoa học, phát hiện này khá bất ngờ bởi bề mặt Sao Hỏa thường xuyên chịu tác động của bức xạ vũ trụ, tia cực tím từ Mặt Trời và các chất oxy hóa mạnh, vốn được cho là có thể phá hủy vật chất hữu cơ trong thời gian dài. Một giả thuyết được đưa ra là các hợp chất carbon đã được các khoáng vật như đất sét hoặc lớp đất giàu sắt bao bọc, giúp chúng tồn tại đến ngày nay.

Chưa phải bằng chứng về sự sống ngoài Trái Đất

Phát hiện mới cũng mở rộng đáng kể phạm vi phân bố của các hợp chất hữu cơ trên Sao Hỏa. Trước đó, xe tự hành Curiosity từng ghi nhận vật chất hữu cơ trong các lớp đá tại miệng hố Gale, cách khu vực Bright Angel hơn 3.200 km.

Việc hai xe tự hành phát hiện vật chất hữu cơ tại hai khu vực cách xa nhau cho thấy các hợp chất carbon có thể từng tồn tại khá phổ biến trên Sao Hỏa cách đây hàng tỷ năm, thay vì chỉ xuất hiện cục bộ tại một số vị trí.

Dù vậy, các nhà nghiên cứu nhấn mạnh rằng các thiết bị hiện có trên Perseverance và Curiosity chưa đủ khả năng xác định nguồn gốc sinh học của các hợp chất carbon. Để trả lời câu hỏi liệu chúng được hình thành từ hoạt động của sinh vật hay từ các quá trình địa chất tự nhiên, giới khoa học cần phân tích trực tiếp các mẫu đá trong phòng thí nghiệm trên Trái Đất.

Trong thời gian tới, các mẫu vật do Perseverance thu thập được kỳ vọng sẽ được đưa về Trái Đất thông qua chương trình Mars Sample Return hoặc các sứ mệnh kế tiếp. Nếu thành công, đây sẽ là cơ hội để các nhà khoa học sử dụng những thiết bị phân tích hiện đại nhất nhằm tìm kiếm các dấu hiệu sinh học với độ chính xác cao hơn.

Theo giới nghiên cứu, phát hiện mới chưa thể khẳng định sự sống từng tồn tại trên Sao Hỏa, nhưng là một bước tiến quan trọng trong việc làm sáng tỏ lịch sử địa chất của Hành tinh Đỏ và đánh giá khả năng tồn tại môi trường có thể hỗ trợ sự sống trong quá khứ.