Đã có nhiều bài viết về mùi không gian, qua tường thuật của các phi hành gia sau những trải nghiệm của họ trên quỹ đạo, đặc biệt là trên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS. Thậm chí NASA cũng đã phát triển một dự án sản xuất nước hoa có mùi không gian.

Nhưng giờ đây, các nhà khoa học đang đi xa hơn trong việc phân tích mùi của không gian – từ những hành tinh láng giềng gần Trái Đất đến các hành tinh cách hàng trăm năm ánh sáng – để tìm hiểu về thành phần cấu tạo của Vũ trụ.

Sao Mộc, theo lời nhà khoa học Marina Barcenilla, “hơi giống một quả bom thối”.

Hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời này có nhiều tầng mây, bà giải thích, và mỗi tầng lại có thành phần hóa học khác nhau. Gã khổng lồ khí này có thể khiến bạn bị lôi cuốn bởi hương thơm ngọt ngào của “những đám mây marzipan (kẹo hạnh nhân) độc hại”, cô nói. Nhưng rồi mùi đó “sẽ chỉ tệ hơn khi bạn đi sâu xuống”.

“Tầng mây trên cùng, chúng tôi tin rằng, được tạo thành từ băng amoniac,” Barcenilla nói, ví mùi đó như mùi nước tiểu mèo. “Rồi khi bạn xuống sâu hơn, bạn sẽ gặp amoni sulphide. Đó là lúc amoniac kết hợp với lưu huỳnh – một sự kết hợp đến từ địa ngục.” Các hợp chất lưu huỳnh nổi tiếng vì có mùi như trứng thối.

Nếu có thể đi sâu hơn nữa, bạn sẽ bắt gặp những sọc và xoáy đặc trưng của Sao Mộc. “Sao Mộc có những dải màu dày. Chúng tôi nghĩ rằng một số màu đó có thể được tạo ra bởi các cột khí chứa amoniac và phosphor.” Cũng có thể tồn tại các phân tử hữu cơ gọi là tholin, là những phân tử hữu cơ phức tạp liên quan đến xăng dầu. Vì vậy, Sao Mộc, theo cô, cũng có thể có chút mùi dầu mỏ “nhờn” pha trộn với một luồng tỏi nồng.

Barcenilla là một nhà khoa học không gian, nhà thiết kế nước hoa và nghiên cứu sinh tiến sĩ ngành sinh học vũ trụ tại Đại học Westminster, London. Những năm đầu học về vũ trụ, cô thường tự hỏi: “Cái đó sẽ có mùi như thế nào?” Rồi cô nhận ra: “Tôi có phân tử đó trong phòng thí nghiệm. Tôi thật sự có thể tạo ra nó.”

Vì vậy, bên cạnh công việc học thuật – tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trên sao Hỏa – Barcenilla đã thiết kế những mùi hương tái tạo mùi ngoài không gian cho triển lãm mới nhất của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên London mang tên Không gian: Liệu sự sống có tồn tại ngoài Trái Đất?

Từ mùi trứng thối đến hương hạnh nhân ngọt ngào, không gian là một nơi có mùi lạ lùng đến bất ngờ, cô nói. Sao chổi, hành tinh, mặt trăng và các đám mây khí đều sẽ có mùi đặc trưng riêng nếu ta có thể ngửi chúng. Những mùi hương này có thể tiết lộ điều gì về những bí ẩn của vũ trụ?

Trước khi bước vào chuyến phiêu lưu với các hương thơm ngoài không gian, có lẽ nên dừng lại đôi chút để hiểu: mùi là gì?

Khứu giác, dù thường bị đánh giá thấp, lại có thể là giác quan cổ xưa nhất. Hãy tưởng tượng một sinh vật đơn bào nhỏ bé – vi khuẩn – bơi trong biển Archaeozoic cách đây khoảng 3,5 tỷ năm. Khi cảm nhận được sự hiện diện của một hóa chất – có thể là chất dinh dưỡng ngon lành hoặc một mối đe dọa cần tránh xa – roi (flagellum) của nó sẽ hoạt động như một chân vịt, cho phép sinh vật nhỏ bé này đổi hướng. Với tổ tiên xa xưa nhất của chúng ta, “giác quan khứu giác thô sơ” đó chính là sự khác biệt giữa sống và chết.

Và khứu giác của chúng ta ngày nay đơn giản chỉ là phiên bản tinh vi hơn của khả năng phát hiện hóa chất trong môi trường xung quanh. Mũi của chúng ta chứa các cụm dây thần kinh dày đặc, gồm hàng triệu nơ-ron chuyên biệt được bao phủ bởi các phân tử gọi là thụ thể hóa học (chemoreceptor). Khi chúng bám vào một hóa chất nào đó, chúng gửi tín hiệu đến não, nơi diễn giải thành một mùi riêng biệt.

Khứu giác cho phép chúng ta phát hiện ra hóa chất quanh mình. Với con người, khứu giác không chỉ giúp nhận biết thức ăn hay cảnh báo mối nguy hiểm từ môi trường, mà còn gợi nhớ ký ức và đóng vai trò quan trọng trong giao tiếp xã hội. Sau hàng triệu năm tiến hóa, khả năng ngửi mùi gắn liền với sức khỏe cảm xúc của chúng ta.

Trong những tháng ngày cô lập ngoài không gian, khứu giác cũng có thể là cầu nối quan trọng với quê nhà đối với các phi hành gia. Nhưng một trạm không gian cũng là nơi kỳ lạ về mùi.

“Alexei Leonov [người đầu tiên thực hiện chuyến đi bộ ngoài không gian] từng phụ trách tất cả các phi hành gia nước ngoài,” Helen Sharman – nữ phi hành gia đầu tiên của Anh – kể lại. Năm 1991, Sharman chuẩn bị dành tám ngày trên trạm không gian Mir của Liên Xô. Trước khi phóng tàu, Leonov “đưa cho tôi một nhánh ngải cứu nhỏ để mang lên”. Trong thời gian ở Mir, Sharman thỉnh thoảng bóp lá ngải cứu để cảm nhận mùi thơm vì, theo cô, “thật tuyệt khi có chút mùi để ngửi”.

Trên trạm Mir, Sharman giải thích, hầu như không có mùi gì. Trong môi trường vi trọng lực, không khí nóng không bốc lên nên “mùi từ thức ăn nóng không bay lên khỏi đĩa”. Cách duy nhất để ngửi là “phải đưa mũi sát vào gói thực phẩm,” cô nói.

Mùi kim loại trong không khí

Nhưng có một mùi đặc trưng mà nhiều phi hành gia từng cảm nhận sau chuyến đi bộ ngoài không gian. “Nó khiến tôi nhớ đến hồi còn nhỏ, khi tôi đi ngang qua một xưởng cơ khí,” Sharman nói. “Tôi có thể ngửi thấy mùi hàn – mùi kim loại trong không khí.”

Trong chuyến bay đó, Sharman đang thực hiện thí nghiệm với các vật liệu tiềm năng để chế tạo tàu vũ trụ. “Tôi có một đống màng mỏng, chủ yếu là gốm, mà tôi phải đặt vào khung và đưa ra môi trường xung quanh trạm không gian.”

Khi cô mang các mẫu vật trở lại từ buồng điều áp, một làn sóng mùi ập vào – mùi kim loại đặc trưng của không gian. “Đó là thí nghiệm tôi thích nhất – vì nó có mùi.” Các phi hành gia khác từng mô tả mùi giống như thịt cháy khét, thuốc súng, hoặc dây điện cháy.

Nhưng nguyên nhân tạo ra mùi đó vẫn chưa rõ ràng. Một lời giải thích khả dĩ, theo Sharman, là hiện tượng oxy hóa. “Bầu khí quyển, môi trường xung quanh trạm không gian, về cơ bản là chân không, nhưng không hoàn toàn ở độ cao đó,” cô nói. “Thứ mà chúng ta có trong phần khí quyển còn sót lại, là oxy nguyên tử.”

Từ nguyên tử oxy đến bụi sao chết

Nguyên tử oxy – hay các nguyên tử đơn lẻ của oxy – có thể bám vào bộ đồ du hành hoặc dụng cụ của phi hành gia. Khi trở lại trạm không gian, các nguyên tử oxy đơn sẽ kết hợp với O₂ có trong khoang, tạo thành ozone (O₃). “Ngay khi phản ứng xảy ra, bạn sẽ cảm nhận được mùi ozone đó,” Sharman nói. Và chúng ta – những người dưới Trái đất – cũng có thể cảm nhận hương vị của ozone. Bạn đã bao giờ ngửi thấy mùi kim loại như điện tích tĩnh sau một cơn giông chưa? Đó chính là mùi ozone.

Một khả năng khác là Sharman đã hít vào những nguyên tử từ một ngôi sao sắp chết. Khi một ngôi sao chết, nó giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ. Trong quá trình đó, ngôi sao tạo ra các hợp chất thơm hydrocarbon vòng (PAHs) – Sharman nói – trôi nổi trong vũ trụ và góp phần tạo nên các sao chổi, hành tinh và ngôi sao mới.

Trên Trái đất, PAHs có trong nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầu thô và xăng, và thường hình thành trong quá trình đốt cháy không hoàn toàn các vật chất hữu cơ. “Nếu bạn làm cháy đồ ăn,” Barcenilla nói, “thì bạn đang tạo ra loại phân tử này. Khi các ngôi sao chết, quá trình cháy đó cũng tạo ra các phân tử tương tự. Sau đó, chúng cứ trôi lơ lửng trong không gian mãi mãi.” Nhiều hợp chất trong số này có mùi như dung môi hoặc băng phiến, số khác lại gợi nhớ đến mùi nhựa cháy hoặc nhựa đường.

Dữ liệu từ vũ trụ có thể đến dưới nhiều hình thức. Những thông tin khoa học đầu tiên từ không gian được gửi về năm 1958 qua tàu Explorer 1 của NASA, dưới dạng âm thanh. Tua nhanh đến năm 2022, Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA đã phát hiện “mùi” CO₂ đầu tiên trong khí quyển của một hành tinh ngoài hệ Mặt trời – hành tinh khí khổng lồ WASP-39 b.

Kính viễn vọng James Webb thực tế không “ngửi” CO₂ theo nghĩa đen, mà phát hiện sự hiện diện của nó bằng cách theo dõi cách bầu khí quyển của hành tinh làm thay đổi ánh sáng ngôi sao khi nó đi qua phía trước mặt trời của nó. Bằng cách phân tích những thay đổi tinh tế trong ánh sáng, kính viễn vọng có thể xác định các loại hóa chất khác nhau trên những thế giới xa lạ.

“Vũ trụ thì vô cùng rộng lớn,” Barcenilla nói. Nó chứa đầy những thế giới có mùi rất đa dạng. Phân tích hóa học khí quyển của Titan – mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ – cho thấy nó có mùi của hạnh nhân ngọt, xăng dầu và cá ươn. Trong khi đó, mùi trứng thối có thể khiến bạn không muốn ghé thăm hành tinh HD 189733 b – một hành tinh khí nóng rực cách Trái đất khoảng 64 năm ánh sáng.

Các đám mây bụi liên sao, xoay quanh trong những cánh tay xoắn ốc của Dải Ngân hà, được cho là kết hợp mùi của “kem điên” và “amoniac đến choáng váng,” theo các nhà nghiên cứu. Trong khi đó, tại Sagittarius B2 – một đám mây phân tử khổng lồ gồm khí và bụi gần trung tâm thiên hà – bạn có thể ngửi thấy “một số phân tử tiền sinh học cần thiết cho sự sống,” Barcenilla cho biết. “Ở đó có ethanol, methanol, acetone, hydrogen sulphide và ethylene glycol – thứ mà bạn có thể dùng làm chất chống đông.”

Ethyl formate thường được cho là tạo ra mùi quả mâm xôi ở trung tâm Dải Ngân hà, nhưng theo Barcenilla, điều đó không hoàn toàn đúng. “Đó chỉ là một phân tử trong rất nhiều phân tử, và nếu bạn ngửi riêng nó, nó không có mùi giống mâm xôi.” Ethyl formate, cô giải thích, được tìm thấy trong nhiều loại trái cây. “Nó góp phần tạo nên hương vị – chứ không phải mùi – của quả mâm xôi, và cũng góp phần tạo nên hương vị của nhiều loại quả khác. Nó cũng liên quan đến mùi sơn móng tay hoặc nước tẩy móng, và một kiểu mùi rượu – gần giống rượu rum.”

Mùi biển cả

Việc ngửi các phân tử vũ trụ không chỉ cho ta thông tin quan trọng về thành phần của vũ trụ, mà còn giúp chỉ dẫn nơi nào nên tìm kiếm sự sống, theo Barcenilla.

“Nếu bạn có thể lênh đênh trên hành tinh K2-18b – giả sử có đại dương ở đó, và bạn có thể cởi bỏ bộ đồ không gian – thì có lẽ nó sẽ có mùi như cải bắp thối,” theo Subhajit Sarkar, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Cardiff.

Năm 2023, Sarkar là thành viên của nhóm nghiên cứu đã dùng kính thiên văn James Webb để phát hiện mùi có thể là dấu hiệu của sự sống trên K2-18b – một hành tinh ngoài hệ Mặt trời cách Trái đất khoảng 120 năm ánh sáng. Kính viễn vọng đã phát hiện “dấu vết nhẹ nhất,” theo Sarkar, của dimethyl sulphide (DMS) – một chất đôi khi được cho là tạo nên “mùi của biển cả.”

“K2-18b rất thú vị vì nhiều lý do,” Sarkar nói. “Nó thuộc nhóm hành tinh ngoài hệ Mặt trời lớn hơn Trái đất nhưng nhỏ hơn Sao Hải Vương, gọi là sub-Neptune.” Đây là loại hành tinh phổ biến nhất trong thiên hà, nhưng vẫn còn rất nhiều điều chưa rõ về chúng.

“Có những câu hỏi lớn về các hành tinh kiểu sub-Neptune,” Sarkar nói. “Tại sao hệ Mặt trời của chúng ta không có chúng? Và chúng được cấu tạo từ gì?” Một cách để tìm hiểu là quan sát khí quyển của chúng. “K2-18b được biết là mục tiêu tốt để nghiên cứu điều đó.”

K2-18b được cho là một thế giới “hycean (ghép từ hydrogen và ocean)” – một hành tinh có đại dương và có khả năng hỗ trợ sự sống. Năm 2025, Sarkar và nhóm của ông phân tích lại khí quyển K2-18b và phát hiện tín hiệu rõ hơn về các chất khí mà – theo những gì ta biết – chỉ có thể do sự sống tạo ra, đặc biệt là sinh vật phù du và các sinh vật biển khác.

Theo nhóm nghiên cứu, khí quyển của K2-18b có thể chứa DMS và/hoặc dimethyl disulphide (DMDS). “Tại thời điểm hiện tại, chúng tôi chưa biết quá trình phi sinh học nào có thể tạo ra các chất này với số lượng lớn. Rõ ràng, trên Trái đất, DMS và DMDS là do sinh học tạo ra. Chúng là các dấu hiệu sinh học rất cụ thể,” Sarkar nói.

Với nồng độ cao gấp 10.000 lần so với khí quyển Trái đất, phát hiện này cho thấy K2-18b có thể có đại dương “đầy sự sống,” Sarkar nói. Tuy nhiên, ông cũng cảnh báo rằng các chất hóa học đó có thể đến từ nguồn phi sinh học, và cần nghiên cứu thêm. Tuy nhiên, nếu K2-18b thật sự là một hành tinh đại dương có thể sống được, “thì điều đó cũng phù hợp – vì khi đó bạn có sinh vật biển có khả năng tạo ra phân tử vốn trên Trái đất cũng là do sinh vật biển tạo ra.”

Mùi Trái đất tuyệt nhất

Vậy nên, có thể bạn không cần phải du hành không gian để biết không gian thực sự có mùi gì. Nhiều mùi trong vũ trụ vốn quen thuộc với chúng ta, và có thể được tìm thấy ngay trên Trái đất – và một số người, bao gồm Barcenilla, đã cố gắng tái tạo hương thơm của không gian.

Khi tôi đưa mũi ngửi vào hộp mùi “sao Hỏa” trong triển lãm của Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên London – tôi ngửi thấy mùi gỉ sét, bụi và chút ẩm ướt. Mùi đó khơi gợi ký ức: góc hoang phía sau của một ga-ra cũ, chất đầy hộp giấy, sách cũ và những mảnh gỗ từ đồ nội thất truyền đời. Một mùi hương tuổi thơ, thân thuộc.

Nhưng có lẽ kho báu khứu giác lớn nhất không nằm ngoài vũ trụ, mà chính là ở Trái đất. Không có gì giống với hương thơm của hành tinh quê nhà, Sharman nói. Cô kể lại ký ức về ngày trở về năm 1991 – vẫn còn rất sống động trong tâm trí. “Đó là cuối tháng Năm, nên ngay cả ở Trung Á, mặt đất cũng chưa khô cằn vào ngày chúng tôi hạ cánh.”

Khi hạ cánh, tàu không gian “nảy lên khá nhiều,” nghiền nát thảm thực vật bên dưới. “Chúng tôi hạ cánh lên bụi cây ngải đắng ở Kazakhstan,” Sharman nhớ lại. “Luồng không khí tươi mới khi mở cửa tàu – thật tuyệt vời. Mùi thơm ngào ngạt, vô cùng quyến rũ.”

Marina Barcenilla tạo ra mùi hương của không gian trong phòng thí nghiệm của mình. Ảnh: Mara Leite và Marina Barcenilla

Trong môi trường vi trọng lực, hầu như không có mùi, theo lời của nữ phi hành gia người Anh Helen Sharman. Ảnh: Helen Sharman