สรุปปริศนา อาจมีสิ่งมีชีวิตจริงดาวศุกร์ แบบเข้าใจง่าย

   
advertisement
advertisement

       กลายเป็นเรื่องราวสุดฮือฮาไปทั่วโลก สำหรับ กรณีการค้นพบก๊าซที่บ่งบอกว่าเป็นโมเลกุลฟอสฟีนในผิวดาวศุกร์ เป็นสิ่งน่าตื่นเต้นในวงการดาราศาสตร์ และทางชีวโมเลกุล ก๊าซฟอสฟีนเป็นก๊าซที่บ่งชี้ได้ว่าเกิดจากสิ่งมีชีวิต  

        ล่าสุด ทางด้านสมาชิกพันทิปหมายเลข 5294757 ได้ตั้งกระทู้สรุปปริศนา Phosphine ในชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ แบบละเอียด มีสิ่งมีชีวิตจริงมั้ย? (แบบเข้าใจง่าย) ระบุว่า...

          Phosphine เป็นสารพิษประเภทหนึ่ง ซึ่งถูกใช้อย่างแพร่หลายในการรมควันภายในยุ้งฉาง โกดังเก็บข้าวไว้เพื่อใช้ในการกำจัดแมลงที่เป็นศัตรูทางการเกษตร จำพวก มอด เนื่องจากสารฟอสฟีนนั้นมีความเป็นพิษสูง สามารกำจัดแมลงได้ในทุกระยะของการเจริญเติบโต มีความสามารถในการฟุ้งกระจายและแทรกซึมเข้าไปในสินค้าได้ดี ไม่กัดโลหะเครื่องมือเครื่องใช้ ในขณะเดียวกันก็สามารถระบายสารออกจากกองสินค้าได้เร็วเมื่อสิ้นสุดการรม ถึงแม้ว่าจะมีความเป็นพิษสูงแต่ฟอสฟีนนั้นเมื่อใช้งานอย่างถูกต้องแล้วจะไม่มีสารพิษตกค้างเมื่อสิ้นสุดกระบวน

        ซึ่งฟอสฟีนนั้น บนโลกใบนี้มีเพียง 2 กระบวนการเท่านั้นที่สังเคราะห์สารตัวนี้ขึ้นมาได้ คือ

        1. จากกระบวนการทางอุตสาหกรรม ซึ่งอย่างที่ได้กล่าวไป เนื่องด้วยมนุษย์มีความต้องการในการใช้สารฟอสฟีนเพื่อกำจัดแมลงศัตรูทางการเกษตรในผลผลิต เราจึงมีกระบวนการในการสังเคราะห์ฟอสฟีนในปริมาณที่สูงและรวดเร็ว จากการใช้ตัวเร่งปฏิกิริยา เพราะหากนำสารตั้งต้นมาปล่อยทิ้งไว้ให้เกิดปฏิกิริยาโดยปราศจากตัวเร่งปฏิกิริยานั้น ไม่มีทางที่จะสังเคราะห์ฟอสฟีนขึ้นมาได้เลย

        2. จากแบคทีเรียประเภท Anaerobic (ไม่ใช้ออกซิเจนในการสังเคราะห์พลังงาน) ซึ่งกระบวนการนี้คือกระบวนการเพียงหนึ่งเดียวที่สามารถสังเคราะห์สารชนิดนี้ขึ้นได้บนโลกนี้ตามธรรมชาติ

        ภาพของดาวศุกร์ที่ถ่ายโดยยาน Mariner 10 ในช่วงแรกของการเริ่มต้นสำรวจดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ที่มา – JPL/Caltech

        ซึ่งไม่ได้มีแค่โลกใบนี้ที่มีสารฟอสฟีนเพียงดาวดวงเดียว ในชั้นบรรยากาศของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ก็มีองค์ประกอบของแก๊สฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศอยู่เหมือนกัน ซึ่งจากการคำนวน วิธีการเกิดของสารฟอสฟีนภายในชั้นบรรยากาศของดาวแก๊สยักษ์เหล่านี้เป็นกระบวนการที่ยากมากที่จะเกิดกระบวนการนี้บนโลกได้ เนื่องจากกระบวนการนี้ต้องมีปัจจัยของความร้อนและควาามดันที่มหาศาลของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ ซึ่งสำหรับโลก มันยากที่จะมีปัจจัยเดียวกับกลุ่มดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ ทำกระบวนการเกิดของแก๊สฟอสฟีนด้วยลักษณะนี้ไม่สามารถเกิดได้บนโลก

        แนวคิดชีวิตบนดาวศุกร์

        คำถามหนึ่งที่ใหญ่ที่สุดของมนุษยชาตินั้นคือ เราอยู่เพียงตัวคนเดียวในเอกภพนี้หรือไม่ เพราะตั้งแต่อดีตจวบจนปัจจุบันที่วิทยาการเราสูงขึ้น เราก็ยังไม่สามารถพิสูจน์ว่าพบชีวิตที่นอกเหนือดาวเคราะห์โลกเลยแม้แต่ครั้งเดียว ถึงกระนั้นเราก็เรียนรู้และสร้างสรรค์กระบวนการในการเสาะแสวงหาชีวิตอยู่อย่างเสมอ เราเคยคิดว่าบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ นั้นก็น่าจะมีชีวิตอยู่เช่นเดียวกับโลกของเรา แต่จากการส่งเหล่ายานอวกาศอย่างมากมายเพื่อทำการพิสูจน์เรื่องแนวคิดนี้ ก็ยังไม่เคยเจอสิ่งมีชีวิตในแบบที่เรารู้จักเลยแม้แต่ครั้งเดียว

        จากการส่งยานไปสำรวจดาวศุกร์ในช่วงปี 1960 นั้นทำให้เราพบว่าชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นมีความเป็นพิษสูงและไม่เหมาะสมกับการอาศัยของสิ่งมีชีวิต อีกทั้งอุณหภูมิพื้นผิวของดาวศุกร์นั้นร้อนเกินกว่าที่ชีวิตที่เรารู้จักบนโลกจะสามารถอยู่อาศัยได้ อีกทั้งข้อมูลจากยานที่ลงจอดบนพื้นผิวดาวศุกร์ของโซเวียตก็ให้ข้อมูลภาพถ่ายกลับมาคือผืนดินที่แห้งแล้ง ภูเขาไฟ แก๊สพิษ ลาวา และมีแต่ความร้อนระอุ หากจะเปรียบกับนรกก็ดูเหมือนจะเป็นคำเปยที่ดีที่สุดแล้ว


         ภาพถ่ายชุดเดียวจากยานชุด Venera ที่สหภาพโซเวียตประสบความสำเร็จในการลงจอดบนดาวศุกร์ ในช่วงยุค 1980 ที่มา – Roskosmos Archive

        ด้วยสภาพพื้นผิวรวมถึงองค์ประกอบต่าง ๆ ของดาวศุกร์ที่เป็นสภาพนั้นหากจะตีความตามความเข้าใจของเราในปัจจุบัน ก็ไม่ผิดเสียทีเดียวหากเราจะพูดว่า ดาวศุกร์นั้นปราศจากชีวิต

        หนทางสู่การค้นพบ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์

        จากข่าวเราเพิ่งประกาศว่าเราค้นพบ Phosphine ภายในชั้นบรรยากาศที่หนาทึบของดาวศุกร์เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์โลก คำถามคือทำไมเราถึงเพิ่งมาเจอในปี 2020 ทั้งที่ครั้งหนึ่งเราเคยส่งยานไปสำรวจดาวศุกร์ตั้งมากมาย

        ในช่วงยุคสงครามเย็นทั้งสหรัฐและโซเวียตได้แข่งกันส่งยานอวกาศออกเดินทางสำรวจดาวศุกร์อย่างส่งทิ้งส่งขว้าง ซึ่งอุปกรณ์ที่ติดตั้งไปกับยานเหล่านั้นก็ติดอุปกรณ์ที่ใช้ในการหาองค์ประกอบของธาตุบนดาวไปคือ Infrared Spectroscope , Visible Spectroscope และ UV Spectroscope

        ซึ่งจากบทความที่ตีพิมพ์การค้นพบ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้น นักดาราศาสตร์ใช้คลื่นความถี่ในช่วง Radio wave ในการตรวจวัด ดังนั้นการที่บรรดายานที่ถูกส่งออกไปอย่างทิ้ง ๆ ขว้าง ๆ เหล่านั้นจะไม่พบ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ในช่วงเวลานั้นก็ไม่ใช่เรื่องที่แปลกอะไร

advertisement
 

        อีกทั้งการตรวจวัดคลื่นวิทยุนั้นด้วยความที่ความยาวคลื่นของช่วงคลื่นวิทยุนั้นกว้างมาก การที่จะวัดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ช่วงนี้จึงต้องมีอุปกรณ์ในการรวมคลื่นที่ใหญ่ เราจะเห็นได้จากบรรดากล้องโทรทรรศน์ที่ถูกติดตั้งอยู่บนโลกนั้นมีขนาดจานรับสัญญาณที่ใหญ่มาก ๆ ซึ่งก็ไม่ใช่เรื่องที่แปลกอะไร

        อีกทั้งเราเพิ่งได้มีงานวิทยานิพนธ์เกี่ยวกับ Absorption line ของ Phosphine โดย Clara Sousa-Silva จาก University College London ถูกตีพิมพ์ลงวารสารวิชาการเมื่อปี 2015 ซึ่งตัวงานวิทยานิพนธ์ได้กล่าวถึงกระบวนการวิเคราะห์โครงสร้างของโมเลกุล Phosphine ใหม่ทั้งหมดเพื่อนำข้อมูลเหล่านี้ไปใส่ Super Computer เพื่อวิเคราะห์ Absorption line ทั้งหมดของโมเลกุล Phosphine ซึ่งเธอได้ Absorption line ออกมาทั้งหมด 16,800,000,000 (หนึ่งหมื่นหกพันแปดร้อยล้าน) line


        ภาพประกอบอธิบายช่วงคลื่นวิทยุที่หายไปจากการถูกดูดกลืนโดย Absorption line ของ Phosphine 1-0 ที่มา – JCMT ผ่าน Nature Astronomy

        ซึ่งการที่เราพบว่าคลื่นในช่วงความยาวคลื่นนี้ถูกดูดกลืนหายไปเป็นเพราะว่าในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ต้องมีส่วนประกอบของ Phosphine 1-0 อย่างแน่นอน เห็นได้จากกราฟที่คลื่นวิทยุซึ่งคลื่นในช่วงความยาวเดียวกับ Absorption line ของ Phosphine มีการลดลงไปอย่างพอดิบพอดี นี่จึงเป็นหนึ่งในหลักฐานความเป็นไปได้ของการมีอยู่ของ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ซึ่งในเวลานี้จากแค่ข้อมูลจาก JCMT ในช่วงเวลาแค่ 5 คืนอาจไม่สามารถที่จะพิสูจน์ได้ว่าข้อมูลที่ได้มาจะสามารถยืนยันได้ถึงการมีอยู่ของ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์

        กลุ่มวิจัยของเธอจึงจำเป็นต้องมีอีกหลักฐานหนึ่งเพื่อเป็นเครื่องที่จะยืนยันได้ว่าข้อมูลที่เธอได้รับมานั้นเป็นการมีอยู่ของ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์จริงไม่ใช่ Error จากการตรวจวัดหรือจากความชื้นในชั้นบรรยากาศของโลก (เพราะเราค่อนข้างมั่นใจว่าไม่ได้มีใครไปยืนตดอยู่หน้ากล้อง) ในเดือนมีนาคม ปี 2019 เธอจึงได้ขอใช้งานกล้อง Atacama Large Millimeter Array (ALMA) ที่อยู่ในทะเลทรายอาตากามาทางตอนเหนือของชิลี ซึ่งกล้อง ALMA นี้อยู่สูงจากระดับน้ำทะเลถึง 5,000 เมตร อีกทั้งทะเลทรายอาตากามายังเป็นหนึ่งในทะเลทรายที่แห้งแล้งที่สุดในโลกจากการวางตัวของเทือกเขาแอนดีสที่ขวางกั้นความชื้นจากมหาสมุทรและจากผืนทวีปให้เขามาสู่สถานที่แห้งนี้ได้

        ALMA คือกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ดีที่สุดในโลกนอกจากสถานที่ตั้งของมันแล้วขนาดของจานรับสัญญาณของมันยังถือว่าใหญ่ที่สุดในโลกอีกด้วย ถึงแม้ขนาดจานรับสัญญาณของ ALMA จะมีขนาดแค่เครื่องละ 10 เมตร แต่ว่า ALMA มีจานรับสัญญาณมากถึง 66 จานรับสัญญาณ ทำให้สามารถนำข้อมูลเหล่านั้นมารวมกันมีคุณภาพเทียบต่อราคาแล้วดีกว่ากล้อง FAST ของจีนที่มีจานรับสัญญาณที่ใหญ่ที่สุดในโลกเสียอีก

        โดยข้อมูลที่กลุ่มวิจัยของเธอได้รับจาก ALMA กลุ่มวิจัยของเธอจึงได้วิเคราะห์ข้อมูล Absorption line และได้ค่าออกมาที่เหมือนกับที่เธอวัดโดย JCMT เมื่อมิถุนายน 2019 ทำให้กลุ่มวิจัยของเธอเชื่อมั่นว่านี่แหละคือหลักฐานการมีอยู่ของ Phosphine อย่างแท้จริง

         ซ้าย) ภาพประกอบอธิบายช่วงคลื่นวิทยุที่หายไปจากการถูกดูดกลืนโดย Absorption line ของ Phosphine 1-0 ที่ตรวจวัดโดย ALMA (ขวา) ภาพประกอบเปรียบเทียบการถูกดูดกลืนของคลื่นวิทยุกับละติจูดของดาวศุกร์ โดย เส้นดำของตำแหน่งของขั้วดาวเหนือ สีฟ้าคือบริเวณ 15-60 องศาเหนือของดาวและสีแดงคือบริเวณเส้นศูนย์สูตรของดาว และด้วยความดีงามของ ALMA ทำให้ข้อมูลของเธอคลาดเคลื่อนแค่ 4 arcsec ซึ่งถือว่าเป็นข้อมูลทางดาราศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมมากและเป็นเครื่องมือสำคัญที่ช่วยยืนยันการมีอยู่ของ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ได้เป็นอย่างเดียว 

        นี่คือชีวิต?

        การพบ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ถือว่าเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นเพราะอันดับแรกสารประเภทนี้ไวต่อการสลายตัวกับแก๊สจำพวกออกซิเจนหรือซัลเฟอร์ ซึ่งพบเป็นจำนวนมากในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ อีกทั้งปริมาณของ Phosphine ที่อยู่ภายในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นมีมากถึง 20 ppb (part per billion) ถึงเลขนี้จะน้อยกว่าที่พบในดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์แต่ก็มากกว่าในชั้นบรรยากาศของโลกอยู่ดี และมันลอยอยู่ในชั้นเมฆที่อยู่สูงจากระดับพื้นผิวของดาวถึง 50 กิโลเมตร มันจึงสื่อถึงกระบวนการทางเคมีบางอย่างภายในดาวศุกร์ที่สามารถผลิตสารชนิดนี้ได้อย่างต่อเนื่องและสามารถผลิตออกมาได้ในปริมาณที่มากและมากพอที่เราจะสามารถตรวจวัดได้

        (ขวา) ภาพแสดงปริมาณ Phosphine ตามระดับสูงของชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ ซึ่งจุดที่มี Phosphine อยู่มากที่สุดเป็นตำแหน่งที่เราคาดว่ามีอุณหภูมิและความดันที่ใกล้เคียงกับชั้นบรรยากาศของโลกและมีความเป็นไปได้ที่จะมีชีวิตอยู่ในบริเวณนั้น

        นั้นจึงเป็นเหตุที่ทำให้เราต้องย้อนกลับมาคิดว่า สาเหตุใดที่ทำให้เกิด Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ที่เป็นดาวเคราะห์หินได้ ซึ่งเขาได้ลองนำข้อมูลปริมาณของ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มา Simulation ในกรณีที่ Phosphine ทั้งหมดนี้เกิดขึ้นจากอย่างเป็นวัฏจักรบางอย่างที่เราคิดว่าพอจะสังเคราะห์ Phosphine เช่น ภูเขาไฟระเบิด ฟ้าผ่า หรือปฏิกิริยาทางเคมีบางอย่างที่ทำการรีดิวซ์ให้เกิด Phosphine ได้ ล้วนให้ปริมาณของ Phosphine น้อยกว่า Phosphine ที่พบเสียอีก

        ดังนั้น ความเป็นไปได้เดียวที่เราพอจะคิดออกคือมาจากสิ่งมีชีวิตภายในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ โดยเรานำเอาแนวคิดนี้มา Simulation ก็พบว่าต่อให้สิ่งมีชีวิตในนั้นมีประสิทธิภาพในการสังเคราะห์สารเพียงแค่ 10% ของประสิทธิภาพของแบคทีเรียบนโลกก็สามารถให้ปริมาณของ Phosphine เท่ากับที่เราตรวจพบจริง

        หากเราถามว่านั้นแสดงว่านี่คือหลักฐานการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์หรือไม่ ก็ยังไม่สามารถพูดแบบนั้นได้เพราะก็มีความเป็นไปได้ว่าภายในตัวของดาวศุกร์เองอาจมีกระบวนการบางอย่างที่สามารถสร้าง Phosphine ออกมาอย่างมหาศาลได้เพียงแต่ว่าความรู้ของเราในตอนนี้ยังไม่มากพอที่จะทราบถึงกระบวนการนั้น แต่เราก็ไม่สามารถตัดความเป็นไปได้ว่ามันจะไม่ใช่สิ่งมีชีวิตด้วยอีกเช่นกัน 

        หากเป็นชีวิตจริง?

        หากสุดท้ายแล้วเราค้นพบกลุ่มมีชีวิตล่องลอยอยู่ในชั้นเมฆของดาวศุกร์นั้นจะสามารถตอบคำถามว่าสาเหตุใดจึงมีปริมาณ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มากมายขนาดนี้ อีกทั้งอาจจะอธิบายถึงปรากฎการณ์แถบเมฆสีดำปริศนาที่ดูดกลืนช่วงคลื่น UV จากดวงอาทิตย์ไม่ให้สะท้อนกลับออกมา ด้วยเหตุคือบริเวณของแถบเมฆดำนั้นคือที่อาศัยอยู่ของกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่ล่องลอยอยู่ในก้อนเมฆคอยตักตวงแสงมาใช้ในการสังเคราะห์แสงสร้างอาหาร

        ซึ่งถ้าหากมันเป็นชีวิตจริงคำถามคือชีวิตเหล่านั้นมาจากไหนอีก ก็มีความเป็นไปได้ 2 อย่างนั้นคือ 1. เป็นกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่รอดชีวิตจากการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศของดาวอย่างสุดขั้วในชั่วประมาณพันล้านปีก่อนหน้านี้ 2. เป็นสิ่งมีชีวิตที่ติดไปกับยานอวกาศที่เราส่งลงไปสำรวจพื้นผิวของดาวศุกร์และยังคงรอดชีวิตและล่องลอยอยู่ในนั้นอย่างมีความสุข

        แน่นอนว่าตอนนี้เรายังไม่รู้ว่าสิ่งที่ทำให้เกิด Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์คืออะไรใช่สิ่งมีชีวิตจริงหรือไม่ แต่ที่แน่ ๆ คือ ตอนนี้การค้นพบ Phosphine ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ทำให้ความน่าสนใจในการศึกษาดาวศุกร์กลับมาอีกครั้ง และไม่แน่ว่าคำตอบของคำถามที่ยิ่งใหญ่ที่สุดมนุษยชาติอย่าง เราอยู่เพียงตัวคนเดียวในเอกภพนี้หรือไม่ อาจจะได้คำตอบจากดาวเคราะห์เพื่อนบ้านที่อยู่ข้างเคียงเราก็เป็นไปได้

เรียบเรียงโดย : thaihitz.com ขอขอบคุณข้อมูลจาก Spaceth.co 

Advertisement
0
0
0