Tìm kiếm sự sống trong dải Ngân hà

Nền văn minh công nghệ tiên tiến đã giúp nhân loại khám phá ngày càng sâu trong vũ trụ bao la. Kính viễn vọng đặt trên mặt đất và phóng lên không gian, hoạt động trong nhiều miền phổ điện từ, từ bước sóng gamma, X, khả kiến, hồng ngoại đến bước sóng vô tuyến, được dùng để quan sát những thiên thể xa xôi, nhằm tìm hiểu nguồn gốc và sự tiến hóa cuả vũ trụ. Phổ của bức xạ tùy thuộc vào điều kiện lý-hóa như nhiệt độ, từ trường và bản chất của vật chất trong thiên thể. Quan sát nhiều miền phổ là để xác định những nét đặc trưng của từng thiên thể.

Trong những thập niên gần đây, việc tìm kiếm sự sống trong dải Ngân hà là một đề tài hấp dẫn của ngành thiên văn hiện đại. Trong giai đoạn cuối cùng của quá trình tiến hóa, các ngôi sao phun ra hết vật chất rồi nổ tung. Vật chất trong các ngôi sao đang hấp hối lại được dùng để tạo ra những ngôi sao và những hành tinh thế hệ sau. Nhiều hóa chất, thành phần cơ bản của những phân tử sinh học, đã được phát hiện trong dải Ngân hà. Do đó, các nhà thiên văn cho rằng sinh vật, kể cả loài người trên trái đất và nếu có trên các hành tinh khác, chỉ là hậu duệ của những ngôi sao.

Trạm tự hành (rover) 

Curiosity vừa được phóng lên sao Hỏa ngày 6-8-2012 để thăm dò môi trường của hành tinh xem có khả năng làm nảy sinh và nuôi dưỡng sự sống hay không. Sự kiện Curiosity hạ cánh an toàn trên hành tinh Hỏa đã  được các phương tiện truyền thông đại chúng toàn cầu theo dõi. Tổng thống Mỹ Obama cũng đích thân gọi điện để nói chuyện với các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không Vũ trụ  NASA và Phòng thí nghiệm JPL. Tổng thống khen ngợi họ đã phóng thành công trạm Curiosity và còn dí dỏm yêu cầu, nếu các nhà khoa học tìm thấy người ngoài trái đất thì vui lòng thông báo ngay cho ông biết. 

Có “dấu hiệu sống” ngoài Trái đất

Sự hình thành sự sống từ các chất hữu cơ, bắt đầu từ vi sinh vật cho tới loài người, là một quá trình phức tạp lâu dài và cần đến những yếu tố thích hợp, về mặt khí quyển, nhiệt độ... Tuy nhiên, trong dải Ngân hà có nhiều hành tinh có điều kiện lý-hóa làm nảy nở và nuôi dưỡng sự sống. Muốn tìm thấy sinh vật kể cả loài người, nếu có, sinh sống trên những hành tinh khác thì cần phải mở rộng sự tìm kiếm ra những hành tinh ở bên ngoài hệ mặt trời. Khoảng cách cuả những hành tinh này rất lớn nên các nhà thiên văn chỉ dùng kính viễn vọng để quan sát. Họ đã phát hiện được hàng trăm hành tinh trong dải Ngân hà  và một số có khí quyển và có khí hậu ôn hòa. Quan sát bằng kính viễn vọng những hành tinh xa xôi và phân tích khí quyển của hành tinh là điều kiện tiên quyết cho sự phát hiện sinh vật. Các nhà thiên văn cũng đang sử dụng những kính viễn vọng thế hệ mới để phát hiện những phân tử hữu cơ liên quan đến sự sống trong những hệ sao có hành tinh đồng hành.

Phân tử quay và rung động nên phát ra những vạch phổ trên bước sóng hồng ngoại và vô tuyến. Sự chuyển động vi mô của phân tử và những đặc trưng cuả phổ tuân theo định luật của cơ học lượng tử. Amino acid là những chuỗi phân tử hữu cơ, một đầu có nhóm chức hóa học amin NH2 và đầu kia có nhóm chức acid COOH. Amino acid là thành phần cơ bản của chất đạm trong tế bào sinh vật. Các nhà hóa học đã điều chế được amino acid trong phòng thí nghiệm từ một hỗn hợp khí hydro, methane, amoniac và hơi nước. Hỗn hợp  hóa chất này được coi là tồn tại trong khí quyển nguyên thủy của trái đất.

Chúng tôi cùng đồng nghiệp tại Đài Thiên văn Paris đã dùng kính viễn vọng vô tuyến có đường kính 30m của Viện Thiên văn vô tuyến IRAM (Pháp-Đức) để tìm kiếm trong trung tâm Ngân hà và trong Tinh vân Lạp hộ (Orion 

Nebula) một loại amino acid đơn giản nhất gọi là glycine có công thức NH2CH2COOH. Một số phân tử hữu cơ như acetic acid CH3COOH và cồn ethyl C2H5OH xuất hiện trong phổ, nhưng không có tín hiệu của phân tử glycine. Biên độ dao động trong phổ cao hơn tiếng ồn của thiết bị thu tín hiệu. Những dao động có thể tạo ra  một “rừng” vạch phổ rất yếu chưa nhận biết được. Phải chăng vạch glycine bị lẫn lộn với những vạch phân tử khác cũng có cường độ rất thấp và chìm đắm trong “rừng” vạch phổ?

Kính viễn vọng ngày càng lớn đặt trên mặt đất và phóng lên không gian sẽ được dùng để phát hiện thành phần hóa học thích hợp với sự sống và sẽ mở một kỷ nguyên mới trong chiến dịch phát hiện sự sống trong vũ trụ. Một chương trình quan sát đại trà nhằm thu tín hiệu vô tuyến cuả những nền văn minh ngoài trái đất cũng đang được tiến hành.