Phát hiện thành phần cơ bản của sự sống trong sao chổi

Các nhà khoa học NASA đã phát hiện glyxin, thành phần cơ bản của sự sống, trong những mẫu vật của sao chổi Wild 2 được tàu vũ trụ Stardust của NASA gửi về.

Glyxin là amino axit được các sinh vật sống sử dụng để tạo protein, và đây là lần đầu tiên một amino axit được phát hiện thấy trong sao chổi”, tiến sĩ Jamie Elsila thuộc Trung tâm không gian Goddard của NASA tại Greenbelt, Md, cho biết. “Phát hiện của chúng tôi củng cố cho lý thuyết rằng một số thành phần của sự sống được hình thành trong không gian và được đưa đến Trái Đất bởi thiên thạch và sao chổi”.

Elsila là tác giả chính của bài báo được công bố trên tạp chí Meteoritics and Planetary Science. Nghiên cứu này sẽ được trình bày trong cuộc họp của Hiệp hội hóa học Hoa Kỳ tại Trung tâm Marriott Metro, Washington, DC, ngày 16 tháng 8.

Tiến sĩ Carl Pilcher, giám đốc Học viện sinh học ngoài không gian NASA, nơi đồng tài trợ cho nghiên cứu, cho biết: “Phát hiện glyxin trong một sao chổi là minh chứng cho ý tưởng rằng những thành phần cơ bản của sự sống rất phổ biến trong vũ trụ, đồng thời củng cố tranh luận cho rằng sự sống trong vũ trụ không phải là một điều hiếm thấy”.

Protein là những phân tử rất quan trọng của sự sống, được sử dụng trong mọi thứ từ những cấu trúc như tóc đến enzim, chất xúc tác đẩy nhanh hoặc kiểm soát các phản ứng hóa học. Giống như việc 26 chữ cái alphabet được sắp xếp thành những tổ hợp không giới hạn để tạo nên các từ, sự sống sử dụng 20 loại amino axit để hình thành hàng triệu protein khác nhau.

Minh họa tàu vũ trụ Stardust bắt đầu chuyến bay của nó qua lớp khí và bụi quanh sao chổi Wild 2. Vùng màu trắng thể hiện sao chổi. Lưới thu thập là vật thể có hình vợt tennis kéo dài từ phía đuôi của tàu vũ trụ. (Ảnh: NASA/JPL)

Stardust đi qua lớp khí và bụi đậm đặc bao quanh phần nhân băng giá của Wild 2 ngày 2 tháng 1 năm 2004. Khi con tàu bay xuyên qua vật liệu này, một lưới lọc đặc biệt chứa đầy aerogel – một vật liệu mới giống như bọt biển mà 99% là không gian trống – đã nhẹ nhàng thu được các mẫu vật khí và bụi của sao chổi. Lưới này được xếp vào một vỏ bọc, tách ra khỏi tàu mẹ và hạ cánh xuống Trái Đất bằng dù ngày 15 tháng 1 năm 2006. Kể từ đó, các nhà khoa học trên toàn thế giới đã phân tích các mẫu vật này để tìm hiểu về bí mật của sự hình thành sao chổi và lịch sử của Thái Dương hệ.

Elsila cho biết: “Chúng tôi đã phân tích lá nhôm từ những hốc nhỏ chứa aerogel trong lưới thu thập. Khi các phân tử khí đi qua aerogel, một số dính lại trên lá nhôm. Chúng tôi đã bỏ ra 2 năm kiểm tra và phát triển thiết bị nhằm đạt được độ chính xác và độ nhạy đủ để phân tích những mẫu vật cực nhỏ này”.

Trước đây, phân tích sơ bộ tại phòng thí nghiệm Goddard đã phát hiện glyxin trong lá nhôm và mẫu aerogel. Tuy nhiên, vì glyxin được sử dụng bởi sự sống dưới mặt đất nên nhóm nghiên cứu đã không thể loại bỏ trường hợp nhiễm từ các nguồn trên Trái Đất. “Rất có thể glyxin chúng tôi phát hiện thấy có nguồn gốc từ việc chế tạo và vận dụng tàu vụ trụ Stardust”, Elsila cho biết. Nghiên cứu mới này sử dụng phân tích đồng vị của lá nhôm để loại bỏ khả năng đó.

Đồng vị là các phiên bản của một nguyên tố với khối lượng khác nhau, ví dụ, nguyên tử cácbon phổ biến nhất, Cácbon 12, có 6 proton và 6 nơtron trong nhân. Tuy nhiên, đồng vị cácbon 13 nặng hơn vì nó có thểm một nơtron trong nhân. Phân tử glyxin từ không gian sẽ có xu hướng có nhiều nguyên tử cácbon 13 hơn so với glyxin từ Trái Đất. Đó chính là điều mà nhóm nghiên cứu phát hiện. “Chúng tôi phát hiện rằng glyxin do Stardust thu thập được có dấu hiệu đồng vị cácbon ngoài không gian, cũng có nghĩa rằng nó có nguồn gốc từ sao chổi”, Elsila giải thích.

Nhóm nghiên cứu bao gồm tiến sĩ Daniel Glavin và tiến sĩ Jason Dworkin thuộc NASA Goddard. Glavin thêm vào: “Dự trên kết quả của lá nhôm và aerogel, rất có thể toàn bộ phần sao chổi tiếp xúc với Stardust được bao phủ bởi glyxin hình thành trong không gian”.

Trưởng nghiên cứu Stardust, giáo sư Donald E. Brownlee thuộc Đại học Washington, Seattle, Wash, cho biết: “Việc phát hiện amino axit trong mẫu vật sao chổi thực sự thú vị và có ảnh hưởng sâu rộng. Đây cũng là chiến thắng tuyệt vời nhấn mạnh khả năng tiến bộ của các nghiên cứu trong phòng thí nghiệm về vật liệu nguyên thủy ngoài không gian”.

Nghiên cứu được tài trợ bởi chương trình Phân tích mẫu vật Stardust NASA và Học viện sinh vật học ngoài không gian NASA. Phòng thí nghiệm phản lức của NASA tại Pasadena, Calif., điều hành tàu vũ trụ Stardust cho Ban giám đốc tàu không gian khoa học NASA, Washington.