Những tổ chức sinh vật sống dựa vào tia vũ trụ có thể phát triển tốt trên những hành tinh trôi nổi trong không gian liên thiên hà và không quay quanh ngôi sao nào, nhà nghiên cứu Dimitra Atri ở Viện Khoa học Vũ trụ Blue Marble tại Seattle, Mỹ, kết luận trong báo cáo công bố hôm 5/10 trên tạp chí Royal Society Interface.
"Khi phóng xạ xuyên tới tầng nước có thể tồn tại bên dưới bề mặt sao Hỏa hoặc mặt trăng Europa của sao Mộc, nó sẽ kích hoạt những phản ứng hóa học mà sinh vật sống có thể sử dụng", Live Science dẫn lời Atri.
Sự sống trên Trái Đất dựa phần lớn vào năng lượng từ Mặt Trời. Ánh sáng thúc đẩy phản ứng quang hợp, trực tiếp hoặc gián tiếp cung cấp dưỡng chất cho phần lớn các tổ chức sinh vật tồn tại. Tuy nhiên, nếu không có ánh sáng, sinh vật sống có thể tìm kiếm những nguồn năng lượng khác như nhiệt, năng lượng hóa học và thậm chí phóng xạ ion hóa.
Ví dụ, vi khuẩn Candidatus Desulforudis audaxviator tìm thấy ở độ sâu 2,8 km bên dưới một mỏ vàng ở Nam Phi, sống nhờ năng lượng từ đồng vị phóng xạ của urani, thori và kali trong đất đá. Phóng xạ ion hóa từ những đồng vị này phân giải nước trong khu vực thành khí hydro, cho phép vi khuẩn sử dụng làm nhiên liệu để sản xuất các phân tử hữu ích khác.
"Hầu hết nghiên cứu về phóng xạ ion hóa liên quan đến những ảnh hưởng gây hại tiềm tàng như hủy hoại ADN", Atri nói. "Nhưng vi khuẩn sống tách biệt hoàn toàn với ánh sáng Mặt Trời và sinh quyển có thể sống sót nhờ phóng xạ ion hóa".
Atri nghiên cứu tia vũ trụ trong ngân hà, bao gồm các hạt mang năng lượng cao như proton, xuyên qua không gian từ ngoài hệ Mặt Trời. Sau khi tìm hiểu về Ca. D. audaxviator, Atri băn khoăn liệu các vi khuẩn khác có thể sinh tồn nhờ năng lượng từ tia vũ trụ hay không.
Tia vũ trụ sở hữu năng lượng cao hơn nhiều so với nguồn phóng xạ trên Trái Đất. Khi chiếu vào khí quyển hoặc bề mặt hành tinh, chúng phát ra một loạt hạt như electron, positron và neutron cùng với tia gamma nguy hiểm. "Tia vũ trụ có ở khắp mọi nơi, và chúng chứa rất nhiều năng lượng, thậm chí có thể xuyên qua bên dưới bề mặt hành tinh", Atri cho biết.
Sử dụng mô phỏng trên máy tính, Atri phát hiện tia vũ trụ có thể cung cấp nguồn năng lượng ổn định cho sự sống dưới lòng đất. Năng lượng này khá giống với nguồn sản sinh từ các chất phóng xạ trên Trái Đất. Dòng năng lượng cũng có thể nuôi sống các dạng sống tiềm năng khác.
Atri đang lên kế hoạch để vi khuẩn Ca. D. audaxviator tiếp xúc với những hạt sinh ra từ tia vũ trụ trong phòng thí nghiệm để chứng minh giả thuyết của mình.
Tia vũ trụ là hiện tượng tỏa ra theo hình vòi hoa sen của các hạt năng lượng cao, bao gồm cả tia X-Quang, liên tục ảnh hưởng đến Trái Đất và được sinh ra từ vụ nổ của các ngôi sao và lỗ đen vũ trụ.
Tia vũ trụ không giống với tia sáng có thể nhìn thấy từ trong vũ trụ truyền lại, nó là một loại tia mà mắt người không nhìn thấy được.
Trước khi đi vào tầng khí quyển của trái đất, các tia vũ trụ này được gọi là tia vũ trụ nguyên thuỷ. Chúng do các hạt của hạt nhân nguyên tử của các loại nguyên tố cấu thành, trong đó chủ yếu là hạt nhân nguyên tử hidrô, ước chiếm khoảng 87%; Tiếp đến là hạt nhân nguyên tử Heli, ước chiến khoảng 12%; Ngoài ra còn có các hạt nhân nguyên tử ôxy, nitơ, thiếc, côban, kiềm, cácbon, liti, bari, bo; Thậm chí còn có người tìm kiếm hạt nhân nguyên tử có hàm lượng cực nhỏ.
Hạt nhân tia vũ trụ nguyên thuỷ, năng lượng bình quân của nó lớn hơn nhiều photon, tốc độ của nó và tốc độ của ánh sáng gần như nhau. Chúng đến mặt đất từ khắp các hướng, trên diện tích 1cm2 ở bên cạnh tầng khí quyển trái đất, mỗi giây có một hạt tia vũ trụ nguyên thuỷ xuyên qua.
Sau khi hạt tia vũ trụ sơ khai đi vào tầng khí quyển trái đất, nó gặp phải các hạt nguyên tử trong không khí, sản sinh ra các hạt cơ bản như điện tích, điện tích dương, photon, mezon, siêu tử. . . tiêu huỷ đi rất nhiều năng lượng, đây chính là biến thành tia vũ trụ thứ cấp.
Ngày nay, phần lớn các nhà khoa học đều cho rằng, tia vũ trụ sơ khai được hình thành trong hệ Ngân Hà của chúng ta. Sao nơ tron và sao biến từ vốn có từ trường mạnh và chạy tốc độ, và sự bùng phát của siêu tân tinh, đều có thể là nguồn sản sinh ra hạt tia vũ trụ sơ khai.
