นักดาราศาสตร์ค้นพบหลักฐานที่อาจบ่งชี้ถึงสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติรายงานว่า เมื่อวันที่ ๑๔ กันยายนที่ผ่านมา ทีมนักดาราศาสตร์นำโดย เจน กรีฟส์ จากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ สหราชอาณาจักร เผยการค้นพบโมเลกุลของฟอสฟีน ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์

ดาวศุกร์มีขนาดและระยะห่างจากดวงอาทิตย์ใกล้เคียงโลกที่สุด ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์เต็มไปด้วยแก๊สกรดกำมะถัน มีสภาวะเรือนกระจกแบบกู่ไม่กลับ ส่งผลให้ดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นและเก็บกักความร้อนเอาไว้มหาศาลและกลายเป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ แต่ก็อาจเป็นไปได้ที่ครั้งหนึ่งดาวศุกร์อาจเคยมีมหาสมุทรและมีสภาพอากาศที่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากเหนือพื้นผิวดาวศุกร์ขึ้นไปประมาณ ๕๐ กิโลเมตร ความหนาแน่นของอากาศเบาบางลงและมีอุณหภูมิเพียง ๓๐ เซลเซียส อาจมีสภาพที่พอเหมาะกับสิ่งมีชีวิต จึงคาดการณ์ว่า ชั้นเมฆในบรรยากาศของดาวศุกร์อาจจะมีองค์ประกอบทางเคมีเพียงพอจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่นำไปสู่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิต 

การวิจัยครั้งนี้มีเป้าหมายเพื่อศึกษาองค์ประกอบบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ค้นพบสัญญาณแรกของฟอสฟีนด้วยกล้องโทรทรรศน์ James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) บนยอดเขาโมนาเคอา รัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา จากนั้นศึกษาซ้ำโดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ๔๕ ตัว ของสาธารณรัฐชิลี Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) กลางทะเลทรายของสาธารณรัฐชิลี ด้วยวิธีสังเกตและเก็บข้อมูลสเปกตรัมที่โมเลกุลปล่อยออกมาในบริเวณชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ เมื่อตรวจสอบแล้วพบการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตรงกับโมเลกุลของฟอสฟีนในห้องทดลองบนโลก จึงยืนยันการมีอยู่ของฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ได้เป็นครั้งแรก

เส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นในโมเลกุลของฟอสฟีนนั้นอยู่ในช่วงความยาวคลื่นประมาณ ๑ มิลลิเมตร ซึ่งนอกจากจะเป็นช่วงคลื่นวิทยุความถี่สูงที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่าแล้ว ยังเป็นช่วงคลื่นที่สามารถถูกดูดกลืนได้ง่ายโดยความชื้นในชั้นบรรยากาศของโลก การจะศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ในช่วงคลื่นนี้จึงสามารถทำได้เพียงจากหอสังเกตการณ์ที่ตั้งอยู่บนภูเขาสูงและแห้งแล้งปราศจากซึ่งไอน้ำในชั้นบรรยากาศ

ปกติแล้วแต่ละโมเลกุลจะดูดกลืนหรือเปล่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาในช่วงคลื่นที่สอดคล้องกับระดับพลังงานของโมเลกุล ซึ่งระดับพลังงานจะมีลักษณะเฉพาะขึ้นอยู่กับธาตุที่ประกอบขึ้นเป็นโมเลกุลนั้น ๆ ดังนั้นหากสามารถสังเกตสเปกตรัมในการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของวัตถุที่อยู่ห่างออกไป แล้วนำลักษณะและรูปแบบช่วงการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ามาตรวจสอบว่า สอดคล้องกับโมเลกุลของสารชนิดใดที่วัดได้ในห้องทดลองบนโลก จะสามารถยืนยันได้ว่า มีโมเลกุลชนิดเดียวกันนี้อยู่บนดาวที่ศึกษาอยู่

ฟอสฟีน (Phosphine) เป็นโมเลกุลสารประกอบระหว่างธาตุฟอสฟอรัสและไฮโดรเจน มีสูตรทางเคมี PH3 คล้ายกับโมเลกุลของแอมโมเนียที่ถูกแทนที่ด้วยฟอสฟอรัส ฟอสฟีนบนโลกมีสถานะเป็นแก๊ส ไม่มีสี ไวไฟ และเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต มีแหล่งกำเนิดเพียงสองแหล่ง คือ เกิดจากการผลิตในภาคอุตสาหกรรม และเกิดจากสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมปราศจากออกซิเจน ที่เป็นเช่นนี้เพราะแหล่งกำเนิดหลักของฟอสฟีนบนโลกเกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดักชันของสารประกอบจำพวกฟอสเฟต แต่ไม่มีสภาพแวดล้อมใดบนโลกที่สามารถผลิตตัวรีดิวซ์ที่มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยารีดักชันที่ผลิตฟอสฟีนได้ ยกเว้นตัวรีดิวซ์ที่พบในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ฟอสฟีนยังสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นได้ง่าย การที่จะพบฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศได้จึงจำเป็นต้องมีแหล่งผลิตฟอสฟีนมาชดเชยอย่างต่อเนื่อง ทำให้การค้นพบฟอสฟีนบนดาวดวงอื่นนั้นเป็นเรื่องน่าสนใจ นำไปสู่คำถามต่อไปว่า ฟอสฟีนเกิดขึ้นบนดาวศุกร์ได้อย่างไร

ทีมนักวิจัยนำโดยวิลเลียม เบนส์ จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) ทดลองประเมินกลไกตามธรรมชาติที่อาจผลิตฟอสฟีนได้บนดาวศุกร์ อาทิ แสงแดด แร่ธาตุที่ถูกพัดขึ้นมาจากพื้นผิวเบื้องล่าง ภูเขาไฟระเบิด ฟ้าผ่า ฯลฯ ผลการคำนวณปริมาณฟอสฟีนจากแหล่งกำเนิดธรรมชาติ พบว่าสามารถผลิตได้น้อยกว่า 1 ใน 10,000 ของปริมาณที่ตรวจพบจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุ แต่หากพิจารณาปริมาณฟอสฟีนที่มีแหล่งกำเนิดจากสิ่งมีชีวิต พบว่าหากผลิตฟอสฟีนเพียง 10 % ของขีดจำกัดสูงสุด ก็จะสามารถผลิตฟอสฟีนในปริมาณที่ตรวจพบบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ได้

อย่างไรก็ตาม แม้จะพบฟอสฟีนบนดาวศุกร์ แต่ก็ยังไม่สามารถยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวศุุกร์ได้ เนื่องจากบริเวณที่พบฟอสฟีนเต็มไปด้วยกรดกำมะถันกว่าร้อยละ ๙๐ ซึ่งไม่มีสิ่งมีชีวิตใดบนโลกสามารถอยู่รอดในสภาวะนี้ หากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มีสิ่งมีชีวิตจริง จึงมีโอกาสที่สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์อาจแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตบนโลกที่เรารู้จักอย่างสิ้นเชิง ยิ่งไปกว่านั้น ฟอสฟีนที่พบในครั้งนี้อาจเป็นเพียงผลผลิตจากปฏิกิริยาเคมีแบบใหม่ที่มนุษย์ยังไม่รู้จัก เกิดขึ้นได้เฉพาะบนชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ ซึ่งการศึกษาต่อไปในอนาคตจะช่วยให้ทราบว่า มีฟอสฟีนอยู่ในบริเวณอื่นของดาวศุกร์อีกหรือไม่ และจะมีโมเลกุลอื่นใดอีกหรือไม่ ที่จะช่วยยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ได้

กล้องโทรทรรศน์ JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) ที่ใช้ศึกษาวิจัยในครั้งนี้ ตั้งอยู่บนยอดเขาโมนาเคอา รัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา เป็นหอดูดาวในเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุถวามถี่สูง ที่บริหารโดยเครือข่าย “หอดูดาวในเอเชียตะวันออก” หรือ East Asian Observatory (EAO) มีสมาชิกเต็มรูปแบบ ๔ ประเทศ ได้แก่ ญี่ปุ่น สาธารณรัฐเกาหลี สาธารณรัฐจีน และสาธารณรัฐประชาชนจีน ส่วนประเทศไทย โดยสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติร่วมลงอนุสัญญานามเป็นสมาชิกร่วม ตั้งแต่ พ.ศ. ๒๕๖๒ ในอนาคตกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติของไทย ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง ๔๐ เมตร ซึ่งจะแล้วเสร็จใน พ.ศ. ๒๕๖๔ จะเป็นโครงสร้างพื้นฐานหลักเพื่อการวิจัยดาราศาสตร์วิทยุของประเทศและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ 

ดร. ศรัณย์ โปษยะจินดา ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ กล่าวว่า การค้นพบสำคัญครั้งนี้ จะนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงใหม่ๆ มากมาย การศึกษาค้นคว้าเอกภพด้วยกล้องโทรทรรศน์บนโลกจะก่อให้เกิดนวัตกรรมใหม่ๆ ที่ไม่เคยมีมาก่อน วิทยาศาสตร์ขั้นแนวหน้าจะเป็นแรงขับเคลื่อนให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูง เพื่อตอบโจทย์ยากทางดาราศาสตร์ คนทั่วไปอาจมองว่า ดาราศาสตร์เป็นเรื่องไกลตัว แต่วิทยาศาสตร์ขั้นแนวหน้าจะนำพาดาราศาสตร์ให้เข้ามาใกล้ตัวเราอีกครั้ง ด้วยเทคโนโลยีในชีวิตประจำวันที่ล้วนแล้วแต่มีต้นกำเนิดมาจากดาราศาสตร​์ เช่น Wi-Fi  กล้องดิจิทัล และการใช้ AI วิเคราะห์ข้อมูล 

ทีมนักดาราศาสตร์ผู้ร่วมค้นพบฟอสฟีนบนดาวศุกร์ ได้แก่ Jane Greaves, Helen Fraser, Annabel Cartwright, alma e Sousa-Silva, Sara Seager, Hideo Segawa, Emily Drabek-Maunder, Janusz Petkowski, Paul Rimmer, Zhuchang Zhan, William Bains, Ingo Mueller Wodarg, Sukrit Ranjan, Per Friberg, Anita Richards, Jim Hoge, E’Lisa Lee, Iain Coulson, และ David Clements

ข้อมูล: ดร. มติพล ตั้งมติธรรม – ผู้เชี่ยวชาญด้านดาราศาสตร์ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ

อ้างอิง : 

๑. https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4

๒. https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017JE005406

๓. https://www.facebook.com/NARITpage/photos/pb.148300028566953.-2207520000../3492242087506047/

๔. https://www.eaobservatory.org/east-asia-observatory/eao-divisions/

อ่านรายละเอียดเพิ่มเติมที่ https://www.facebook.com/NARITpage/posts/3495937540469835

พิพัฒน์ ศรีตะวัน สำนักข่าวเชียงใหม่ออนไลน์นิวส์ รายงาน

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *