NARIT เผย ทีมนักดาราศาสตร์ ค้นพบโมเลกุลฟอสฟีน ที่อาจบ่งชี้ว่า มี “สิ่งมีชีวิต” อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศของ ดาวศุกร์
วันนี้ (14 ก.ย.) เฟซบุ๊กเพจ “NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ” ของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) หรือ NARIT โพสต์ข้อความบอกเล่า ถึงการค้นพบครั้งใหญ่ในทางดาราศาสตร์ จากการที่วารสารเนเจอร์ แอสโตรโนมี (Nature Astronomy) ได้ตีพิมพ์ผลงานวิจัย ของทีมนักดาราศาสตร์นำโดย “เจน กรีฟส์” จากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ ในสหราชอาณาจักร ที่ค้นพบโมเลกุลฟอสฟีน ซึ่งอาจจะบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ ที่อาจจะเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิต ที่อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ โดยระบุว่า
ชั้นบรรยากาศของ “ดาวศุกร์”
ดาวศุกร์ เป็นดาวเคราะห์ที่ได้ชื่อว่า เป็นคู่แฝดกับโลก เนื่องจากมีทั้งขนาด และระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ที่ใกล้เคียงกับโลกมากที่สุด
อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าดาวศุกร์จะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์กว่าโลกเพียง 30% แต่สภาวะเรือนกระจกแบบกู่ไม่กลับ ทำให้ดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น และเก็บกักความร้อนเอาไว้มหาศาล จนมีสภาวะอุณหภูมิพื้นผิวร้อนพอที่จะหลอมตะกั่วได้
นอกจากนี้ ในชั้นบรรยากาศยังเต็มไปด้วยแก๊สของกรดกำมะถัน แต่ก็ยังมีความเป็นไปได้ ที่ครั้งหนึ่งดาวศุกร์อาจจะเคยมีมหาสมุทร และมีสภาพอากาศที่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตมากกว่านี้ ก่อนที่แก๊สเรือนกระจกจะทำให้เกิดสภาวะเรือนกระจกแบบกู่ไม่กลับ และกลายเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้เคียงกับขุมนรกอเวจีมากที่สุดในทุกวันนี้
แต่หากเราพิจารณาบนชั้นบรรยากาศที่สูงขึ้นไปแล้ว เราจะพบว่า ที่ความสูงราว 50 กม.เหนือพื้นผิวดาวศุกร์นั้น กลับมีสภาพอากาศที่อ่อนโยน มีอุณหภูมิเพียง 30 องศาเซลเซียส และอาจจะมีสภาพที่พอเหมาะกับสิ่งมีชีวิตได้ มีการคาดการณ์กันว่า ชั้นเมฆในบรรยากาศของดาวศุกร์ อาจจะมีองค์ประกอบทางเคมีเพียงพอ ที่จะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยา ที่นำไปสู่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิต
มีการคาดการณ์กันว่าหากในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นมีสิ่งมีชีวิตอยู่จริง สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาจจะอาศัยรังสียูวีจากดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน ซึ่งนี่อาจจะเป็นคำอธิบายหนึ่ง ถึงตัวดูดกลืนรังสียูวีปริศนาบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ที่จนทุกวันนี้เราก็ยังไม่ทราบคำตอบเป็นที่แน่ชัด
นักดาราศาสตร์ศึกษาองค์ประกอบของดาวที่อยู่ห่างออกไปได้อย่างไร
ดาราศาสตร์ เป็นศาสตร์ที่ศึกษาวัตถุที่เรายังไปไม่ถึง การจะศึกษาองค์ประกอบของวัตถุใดนั้น จึงทำโดยการศึกษาสเปกตรัม ที่วัตถุนั้นปลดปล่อยออกมา
โมเลกุลแต่ละโมเลกุล จะมีการดูดกลืน หรือเปล่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า (เช่น แสง) ออกมา ในช่วงคลื่นที่สอดคล้องกับระดับพลังงานของโมเลกุลนั้น ซึ่งระดับพลังงานเหล่านี้ จะมีลักษณะเฉพาะ ขึ้นอยู่กับธาตุ ที่ประกอบขึ้นเป็นโมเลกุลนั้นๆ
ดังนั้น หากเราสามารถสังเกตสเปกตรัม ในการดูดกลืนของวัตถุที่อยู่ห่างออกไป ซึ่งมีลักษณะ และรูปแบบช่วง การดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่สอดคล้องกับโมเลกุลของสาร ที่เราสามารถวัดได้ในห้องทดลองบนโลก จึงเท่ากับว่า เราสามารถยืนยันได้ว่า โมเลกุลชนิดเดียวกันนี้ จะต้องมีอยู่บนดาวดวงที่เราทำการศึกษาอยู่
ในลักษณะเดียวกันนี้ หากเราพบการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ตรงกับโมเลกุลของฟอสฟีน จากสเปกตรัมที่ได้มาจากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ จึงเท่ากับเป็นการยืนยันว่า ในชั้นบรรยากาศนั้นมีโมเลกุลของฟอสฟีนอยู่
อย่างไรก็ตาม เส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นในโมเลกุลของฟอสฟีนนั้น อยู่ในช่วงความยาวคลื่นประมาณ 1 มิลลิเมตร ซึ่งนอกจากจะเป็นช่วงคลื่น ที่อยู่ในช่วงอินฟราเรดที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่าแล้ว ยังเป็นช่วงคลื่น ที่สามารถถูกดูดกลืนได้ง่ายโดยความชื้นในชั้นบรรยากาศของโลก
การจะศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ในช่วงคลื่นนี้ จึงสามารถทำได้เพียงจากหอสังเกตการณ์ ที่ตั้งอยู่บนภูเขาสูง และแห้งแล้ง ปราศจากไอน้ำในชั้นบรรยากาศ
ทางทีมงาน ได้ค้นพบสเปกตรัม ที่เกิดขึ้นจากโมเลกุลของฟอสฟีน บนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์เป็นครั้งแรก ผ่านทางกล้องโทรทรรศน์ James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) บนยอดเขาโมนาเคอา ในหมู่เกาะฮาวาย จึงได้ศึกษาซ้ำ ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 45 ตัวของ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ในทะเลทรายของประเทศชิลี และได้ยืนยันการค้นพบการดูดกลืนในช่วงคลื่น ที่ตรงกับโมเลกุลของฟอสฟีน เหนือความร้อนระอุ จากพื้นผิวดาวศุกร์ ที่อยู่เบื้องล่าง จึงเท่ากับเป็นการยืนยัน การมีอยู่ของฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์
ฟอสฟีน คืออะไร สำคัญอย่างไร
ฟอสฟีน (Phosphine) เป็นโมเลกุล ที่เป็นสารประกอบระหว่างธาตุฟอสฟอรัส และไฮโดรเจน มีสูตรทางเคมี PH3 คล้ายกับโมเลกุลของแอมโมเนีย ที่ถูกแทนที่ด้วยฟอสฟอรัส
บนโลกนั้น ฟอสฟีนมีสถานะเป็นแก๊สที่ไม่มีสี ไวไฟ และเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตเป็นอย่างมาก
อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ทำให้การค้นพบฟอสฟีนบนดาวดวงอื่นเป็นสิ่งที่น่าสนใจเป็นอย่างมากนั้น เนื่องจากบนโลกนั้น ฟอสฟีนมีแหล่งกำเนิดเพียงแค่สองแหล่ง คือ เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากอุตสาหกรรม หรือเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิต ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน
ที่เป็นเช่นนี้ ก็เพราะว่า บนโลกนั้น แหล่งกำเนิดหลักของฟอสฟีน เกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดักชันของสารประกอบพวกฟอสเฟต แต่ไม่มีสภาพแวดล้อมใดบนโลก ที่สามารถผลิตตัวรีดิวซ์ ที่มีความแข็งแรงเพียงพอ ที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยารีดักชัน ที่ผลิตฟอสฟีนได้อีกเลย นอกไปจากตัวรีดิวซ์ที่พบในสิ่งมีชีวิต
นอกจากนี้ ฟอสฟีนยังสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นได้ง่าย การที่จะพบฟอสฟีนอยู่ในชั้นบรรยากาศได้ จึงจำเป็นที่จะต้องมีแหล่งที่ผลิตฟอสฟีน มาชดเชยอย่างต่อเนื่อง
คำถามแรกที่นักดาราศาสตร์จะต้องตอบให้ได้เสียก่อน ก็คือ มีกลวิธีใดอีกไหมบนดาวศุกร์ ที่อาจจะทำให้เกิดโมเลกุลของฟอสฟีนได้
ทีมนักวิจัยที่นำโดย วิลเลียม เบนส์ จาก สถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ (MIT) จึงลองทำการประเมินกลไกตามธรรมชาติ ที่อาจจะผลิตฟอสฟีนได้บนดาวศุกร์ ตั้งแต่ แสงแดด แร่ธาตุทื่ถูกพัดขึ้นมาจากพื้นผิวเบื้องล่าง ภูเขาไฟระเบิด ฟ้าผ่า ฯลฯ
แต่ไม่ว่าจะลองพิจารณาเช่นไร การคำนวณก็พบว่า แหล่งกำเนิดตามธรรมชาติเหล่านี้ ไม่สามารถที่จะผลิตแม้กระทั่งปริมาณฟอสฟีนหนึ่งในหมื่นของที่ตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์ แต่ในทางตรงกันข้าม หากทีมลองพิจารณาถึงแหล่งกำเนิด ที่เกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตแล้ว กลับพบว่า หากสิ่งมีชีวิตทำงานแค่เพียง 10% ของขีดจำกัดสูงสุด ก็จะสามารถผลิตฟอสฟีนเพียงพอที่จะอธิบายปริมาณที่ตรวจพบบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ได้แล้ว
เท่ากับว่าเราค้นพบสิ่งมีชีวิตบน ดาวศุกร์ หรือไม่
การค้นพบฟอสฟีน ในปริมาณที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกลไกตามธรรมชาตินั้น เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นเป็นอย่างยิ่ง และทำให้เราต้องกลับมาพิจารณาทฤษฎีการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต บนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์อีกครั้งหนึ่ง
อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้ ยังห่างไกลจากการยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตพอสมควร แม้ว่าในปัจจุบัน ทฤษฎีที่บ่งชี้ว่าฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ เกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิต จะเป็นทฤษฎีที่อธิบายถึงปริมาณฟอสฟีนที่พบได้ดีที่สุด
แต่การจะยืนยันว่า ดาวศุกร์นั้นมีสิ่งมีชีวิต ยังเป็นเรื่องที่ห่างไกลอีกมาก แม้ว่าชั้นบรรยากาศตอนบนของดาวศุกร์ อาจจะมีอุณหภูมิเพียง 30 องศา แต่ชั้นบรรยากาศในบริเวณนี้ ก็ยังเต็มไปด้วยกรดกำมะถันกว่า 90% ซึ่งเรายังไม่พบว่า มีสิ่งมีชีวิตใดบนโลก ที่สามารถอยู่รอดในสภาวะเช่นนั้นได้
หากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มีสิ่งมีชีวิตจริง ก็เป็นไปได้ว่า สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์นั้น อาจจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิง กับสิ่งมีชีวิตใดๆ บนโลกที่เรารู้จัก
แน่นอนว่า ยังมีความเป็นไปได้ว่า ฟอสฟีนที่พบนั้น อาจจะเป็นเพียงผลผลิตจากปฏิกิริยาเคมีแบบใหม่ ที่เรายังไม่รู้จัก แต่นั่นก็เท่ากับเป็นการบ่งชี้ว่า ความเข้าใจทางด้านเคมี ของมนุษย์เรายังไม่สมบูรณ์ และยังมีปฏิกิริยาแปลกประหลาดบางอย่าง ซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เพียงเฉพาะในสภาพแวดล้อมอันแปลกประหลาด บนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์
หากเราพิจารณาว่า สิ่งที่เรารู้จักกันว่าเป็น “สิ่งมีชีวิต” บนโลกของเรา แท้จริงแล้ว ไม่ได้ต่างอะไรกับปฏิกิริยาทางเคมีอันซับซ้อน และแปลกประหลาดเหนือสิ่งอื่นใดในธรรมชาติ ก็อาจทำให้ การค้นพบแหล่งที่มาของฟอสฟีนบนดาวศุกร์ในอนาคต จะทำให้เราต้องมาพิจารณานิยาม ของสิ่งที่เราเรียกว่า “สิ่งมีชีวิต” ขึ้นเสียใหม่ก็เป็นได้
ไม่ว่าเราจะพบสิ่งมีชีวิตบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์หรือไม่ การค้นพบนี้ย่อมเท่ากับเป็นการเปิดความเป็นไปได้ใหม่ ในการหาสิ่งมีชีวิตจากต่างดาวไปโดยปริยาย แน่นอนว่า การศึกษาในอนาคตจะช่วยตอบคำถามเหล่านี้ให้กับเราได้
ในอนาคตอันใกล้ทีมนักวิจัยนี้ จะทำการศึกษาต่อ เพื่อค้นหาว่า ฟอสฟีน จะมีอยู่ในบริเวณอื่น บนเมฆของดาวศุกร์หรือไม่ และจะมีโมเลกุลอื่นใดอีกหรือไม่ ที่จะช่วยยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ได้
ทั้งนี้ กล้องโทรทรรศน์ JCMT ที่ค้นพบฟอสฟีนบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์เป็นครั้งแรกนี้ เป็นหอดูดาวที่บริหารโดยเครือข่าย “หอดูดาวเอเชียตะวันออก” หรือ East Asian Observatory (EAO) ซึ่งสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ได้ร่วมลงอนุสัญญานามเป็นสมาชิกร่วมอยู่ด้วย
ถึงแม้ว่าอุปกรณ์ที่ตรวจพบ ฟอสฟีน จะถูกปลดประจำการ และแทนที่ด้วยอุปกรณ์ที่ดีกว่าเดิมไปแล้ว แต่ใครจะไปรู้ ในอนาคตอันใกล้นี้ การค้นพบครั้งยิ่งใหญ่ถัดไปที่เกิดขึ้นบนหอดูดาวเช่น JCMT นี้ อาจจะมีชื่อของน้องๆ คนไทยที่กำลังอ่านบทความนี้อยู่ก็ได้
ข้อมูล : มติพล ตั้งมติธรรม – ผู้เชี่ยวชาญด้านดาราศาสตร์ สดร.
อ่านข่าวเพิ่มเติม
- เหตุใดมนุษย์จึงอยากไป ‘สำรวจดาวอังคาร’ ดาวเคราะห์สีแดงดวงนี้กันนักหนา
- จีนนับถอยหลัง เตรียมส่งยานอวกาศ ‘สำรวจดาวอังคาร’ เป็นครั้งแรก!
- ‘ดาวหางนีโอไวส์-วงแหวนดาวเสาร์’ เยือนโลก เปิด 4 หอดูดาว New Normal
