Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Họ nói sự đa dạng là gia vị của sự sống, và bây giờ những khám phá mới cho thấy một loại ‘nguyên tố’ nhất định – lưu huỳnh – thực sự là một ‘gia vị’ có thể chỉ ra dấu hiệu của sự sống.
Họ nói sự đa dạng là gia vị của sự sống, và bây giờ những khám phá mới từ các nhà nghiên cứu của Johns Hopkins cho rằng một loại ‘nguyên tố’ nhất định – lưu huỳnh – thực sự là một ‘gia vị’ có thể chỉ ra dấu hiệu của sự sống.
Những phát hiện từ các mô phỏng trong phòng thí nghiệm của các nhà nghiên cứu cho thấy rằng lưu huỳnh có thể tác động đáng kể đến các quan sát của các hành tinh xa ngoài hệ mặt trời; kết quả có ý nghĩa đối với việc sử dụng lưu huỳnh như một dấu hiệu cho sự sống ngoài trái đất cũng như ảnh hưởng đến cách các nhà nghiên cứu giải thích dữ liệu về khí quyển hành tinh.
Một báo cáo về những phát hiện đã được công bố ngày hôm nay trên tạp chí Thiên văn học .
“Chúng tôi thấy rằng chỉ cần một sự hiện diện nhỏ của lưu huỳnh trong khí quyển, dưới 2%, có thể có tác động lớn đến những gì, và bao nhiêu các hạt khói mù được hình thành”, Chao He, một nhà khoa học nghiên cứu tại Bộ Trái đất nói và Khoa học hành tinh tại Đại học Johns Hopkins và tác giả đầu tiên của nghiên cứu.
Điều này hoàn toàn thay đổi những gì các nhà khoa học nên tìm kiếm và mong đợi khi họ kiểm tra bầu khí quyển trên các hành tinh ngoài hệ mặt trời của chúng ta.
Mặc dù các nhà khoa học đã biết rằng khí lưu huỳnh ảnh hưởng đến quá trình quang hóa của nhiều hành tinh trong hệ mặt trời như Trái đất, Sao Kim và Sao Mộc, nhưng không có nhiều thông tin về vai trò của lưu huỳnh trong bầu khí quyển của các hành tinh ngoài hệ mặt trời hay ngoại hành tinh.
Do vai trò là một yếu tố thiết yếu cho sự sống trên Trái đất – được phát ra từ thực vật và vi khuẩn, và được tìm thấy trong một số axit amin và enzyme – các nhà khoa học đề xuất sử dụng các sản phẩm lưu huỳnh để tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất. Hiểu được liệu lưu huỳnh có tồn tại hay không và nó ảnh hưởng đến những bầu khí quyển này như thế nào có thể giúp các nhà khoa học xác định liệu khí lưu huỳnh có thể được sử dụng làm nguồn cho sự sống bắt nguồn hay không.
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện một vài nghiên cứu mô phỏng bầu khí quyển hành tinh với lưu huỳnh trong phòng thí nghiệm do tính phản ứng cao và khó làm sạch sau khi một thí nghiệm được thực hiện. Trên thực tế, lưu huỳnh phản ứng mạnh đến mức nó thậm chí còn phản ứng với chính thiết lập thử nghiệm, vì vậy nhóm nghiên cứu đã phải nâng cấp thiết bị của họ để dung nạp lưu huỳnh đúng cách. Theo hiểu biết của ông ấy, chỉ có ba nghiên cứu khác mô phỏng hóa học lưu huỳnh trong phòng thí nghiệm tồn tại và đó là những nghiên cứu để hiểu vai trò của nó trong bầu khí quyển Trái đất; đây là mô phỏng chạy trong phòng thí nghiệm đầu tiên để nghiên cứu lưu huỳnh trong khí quyển ngoại hành tinh.
Chao He và các đồng nghiệp đã thực hiện hai bộ thí nghiệm sử dụng carbon dioxide, carbon monoxide, nitơ, hydro, nước và helium làm hướng dẫn cho hỗn hợp khí ban đầu của họ. Một thí nghiệm bao gồm 1,6% lưu huỳnh trong hỗn hợp và thí nghiệm khác thì không. Nhóm nghiên cứu đã thực hiện các thí nghiệm mô phỏng trong buồng HAZE (PHAZER) được thiết kế đặc biệt trong phòng thí nghiệm của Sarah Hörst, trợ lý giáo sư Khoa học Trái đất và Hành tinh và là tác giả thứ hai trên bài báo.
Khi ở trong buồng, nhóm nghiên cứu đã cho các hỗn hợp khí vào một trong hai nguồn năng lượng: plasma từ một luồng phát sáng xen kẽ hoặc ánh sáng từ đèn cực tím. Plasma, một nguồn năng lượng mạnh hơn ánh sáng tia cực tím, có thể mô phỏng các hoạt động điện như sét và / hoặc các hạt năng lượng, và tia UV là động lực chính của các phản ứng hóa học trong khí quyển hành tinh như trên Trái đất, Sao Thổ và Sao Diêm Vương.
Sau khi phân tích các hạt rắn và các sản phẩm khí được hình thành, He và các đồng nghiệp đã phát hiện ra rằng hỗn hợp với lưu huỳnh có các hạt khói mù nhiều gấp ba lần hoặc các hạt rắn lơ lửng trong khí.
Nhóm của Chao phát hiện ra rằng hầu hết các hạt này là các sản phẩm lưu huỳnh hữu cơ chứ không phải axit sulfuric hoặc octasulfur mà các nhà nghiên cứu trước đây tin rằng sẽ chiếm phần lớn các hạt lưu huỳnh trên ngoại hành tinh.
Thông tin mới này có nghĩa là nếu bạn đang cố gắng quan sát bầu khí quyển của ngoại hành tinh và phân tích quang phổ của nó, khi trước đây bạn dự kiến sẽ thấy các sản phẩm khác, thì bây giờ bạn nên mong đợi để xem các sản phẩm lưu huỳnh hữu cơ này. Hoặc, ít nhất, bạn nên biết Chao sẽ không bình thường khi họ ở đó. Điều này sẽ thay đổi cách giải thích và giải thích về quang phổ của các nhà nghiên cứu mà họ nhìn thấy.
Tương tự như vậy, các phát hiện nên hướng các nhà nghiên cứu mong đợi các hạt khói mù hơn nếu họ quan sát bầu khí quyển ngoại hành tinh với lưu huỳnh, vì chỉ một chút lưu huỳnh làm tăng tốc độ sản xuất khói mù lên gấp ba. Một lần nữa, điều này sẽ thay đổi cách các nhà nghiên cứu diễn giải những phát hiện của họ và có thể rất quan trọng đối với việc quan sát các ngoại hành tinh trong tương lai.
Ý nghĩa chính cuối cùng của những phát hiện của ông là họ thúc đẩy nhận thức cao hơn rằng nhiều sản phẩm lưu huỳnh có thể được sản xuất trong phòng thí nghiệm, trong trường hợp không có sự sống, vì vậy các nhà khoa học nên thận trọng và loại trừ lưu huỳnh sản xuất quang hóa trước khi đề xuất sự hiện diện của lưu huỳnh như một dấu hiệu cho cuộc sống.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Johns Hopkins . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :