นักดาราศาสตร์ค้นพบหลักฐาน อาจบ่งชี้ถึง "สิ่งมีชีวิต" บนดาวศุกร์

วันนี้ (14 ก.ย.2563) เวลา 22.00 น. เฟซบุ๊กสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) โพสต์ข้อความระบุว่า ทีมนักดาราศาสตร์นำโดย Jane Greaves จาก Cardiff University สหราชอาณาจักร เปิดเผยถึงการค้นพบโมเลกุลของฟอสฟีน ซึ่งอาจจะบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ที่อาจจะเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ในงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy ในวันนี้ 

 

ชั้นบรรยากาศของ "ดาวศุกร์"

ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่ได้ชื่อว่าเป็นคู่แฝดกับโลก เนื่องจากมีทั้งขนาดและระยะห่างจากดวงอาทิตย์ที่ใกล้เคียงกับโลกมากที่สุด อย่างไรก็ตาม ถึงแม้ว่าดาวศุกร์จะอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์กว่าโลกเพียง ร้อยละ 30 แต่สภาวะเรือนกระจกรุนแรงทำให้ดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น และเก็บกักความร้อนเอาไว้มหาศาลจนมีสภาวะอุณหภูมิพื้นผิวร้อนพอที่จะหลอมตะกั่วได้

นอกจากนี้ ในชั้นบรรยากาศยังเต็มไปด้วยแก๊สของกรดกำมะถัน แต่ก็ยังมีความเป็นไปได้ที่ครั้งหนึ่งดาวศุกร์อาจจะเคยมีมหาสมุทรและมีสภาพอากาศที่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตมากกว่านี้ ก่อนที่แก๊สเรือนกระจกจะทำให้เกิดสภาวะเรือนกระจกแบบกู่ไม่กลับและกลายเป็นดาวเคราะห์ที่ใกล้เคียง หรือเปรียบกับขุมนรกอเวจีมากที่สุดในทุกวันนี้

หากพิจารณาบนชั้นบรรยากาศที่สูงขึ้นไปแล้ว จะพบว่าที่ความสูงราว 50 กม. เหนือพื้นผิวดาวศุกร์นั้นกลับมีสภาพอากาศที่อ่อนโยน มีอุณหภูมิเพียง 30 องศาเซลเซียส และอาจจะมีสภาพที่พอเหมาะกับสิ่งมีชีวิตได้ มีการคาดการณ์กันว่าชั้นเมฆในบรรยากาศของดาวศุกร์อาจจะมีองค์ประกอบทางเคมีเพียงพอที่จะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่นำไปสู่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิต มีการคาดการณ์กันว่าหากในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นมีสิ่งมีชีวิตอยู่จริง สิ่งมีชีวิตเหล่านี้อาจจะอาศัยรังสียูวีจากดวงอาทิตย์เป็นแหล่งพลังงาน ซึ่งนี่อาจจะเป็นคำอธิบายหนึ่งถึงตัวดูดกลืนรังสียูวีปริศนาบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ที่จนทุกวันนี้เราก็ยังไม่ทราบคำตอบเป็นที่แน่ชัด

ศึกษาองค์ประกอบของดาวห่างไกลได้อย่างไร

"ดาราศาสตร์" เป็นศาสตร์ที่ศึกษาวัตถุที่เรายังไปไม่ถึง การจะศึกษาองค์ประกอบของวัตถุใดนั้นจึงทำโดยการศึกษาสเปกตรัมที่วัตถุนั้นปลดปล่อยออกมา โมเลกุลแต่ละโมเลกุลนั้นจะมีการดูดกลืนหรือเปล่งคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น แสง ออกมาในช่วงคลื่นที่สอดคล้องกับระดับพลังงานของโมเลกุลนั้น ซึ่งระดับพลังงานเหล่านั้นจะมีลักษณะเฉพาะ ขึ้นอยู่กับธาตุที่ประกอบขึ้นเป็นโมเลกุลนั้น ๆ

ดังนั้น หากสามารถสังเกตสเปกตรัมในการดูดกลืนของวัตถุที่อยู่ห่างออกไป ซึ่งมีลักษณะและรูปแบบช่วงการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่สอดคล้องกับโมเลกุลของสารที่สามารถวัดได้ในห้องทดลองบนโลก จึงเท่ากับการยืนยันได้ว่าโมเลกุลชนิดเดียวกันนี้จะต้องมีอยู่บนดาวดวงที่ทำการศึกษาอยู่ ในลักษณะเดียวกันนี้ หากพบการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตรงกับโมเลกุลของฟอสฟีนจากสเปกตรัมที่ได้มาจากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ จึงเท่ากับเป็นการยืนยันว่าในชั้นบรรยากาศนั้นมีโมเลกุลของฟอสฟีนอยู่

ยืนยัน "ฟอสฟีน" อยู่ในชั้นบรรยากาศดาวศุกร์

อย่างไรก็ตาม เส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นในโมเลกุลของฟอสฟีนนั้นอยู่ในช่วงความยาวคลื่นประมาณ 1 มิลลิเมตร ซึ่งนอกจากจะเป็นช่วงคลื่นที่อยู่ในช่วงอินฟราเรดที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่าแล้ว ยังเป็นช่วงคลื่นที่สามารถถูกดูดกลืนได้ง่ายโดยความชื้นในชั้นบรรยากาศของโลก การจะศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ในช่วงคลื่นนี้จึงสามารถทำได้เพียงจากหอสังเกตการณ์ที่ตั้งอยู่บนภูเขาสูงและแห้งแล้ง ปราศจากซึ่งไอน้ำในชั้นบรรยากาศ ซึ่งทางทีมงานได้ค้นพบสเปกตรัมที่เกิดขึ้นจากโมเลกุลของฟอสฟีนบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ขึ้นเป็นครั้งแรกผ่านทางกล้องโทรทรรศน์ James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) บนยอดเขาโมนาเคอา ในหมู่เกาะฮาวาย จึงได้ศึกษาซ้ำโดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 45 ตัวของ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ในทะเลทรายของประเทศชิลี และได้ยืนยันการค้นพบการดูดกลืนในช่วงคลื่นที่ตรงกับโมเลกุลของฟอสฟีน เหนือความร้อนระอุจากพื้นผิวดาวศุกร์ที่อยู่เบื้องล่าง จึงเท่ากับเป็นการยืนยันการมีอยู่ของฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์

รู้จัก "ฟอสฟีน"

ฟอสฟีน (Phosphine) เป็นโมเลกุลที่เป็นสารประกอบระหว่างธาตุฟอสฟอรัสและไฮโดรเจน มีสูตรทางเคมี PH3 คล้ายกับโมเลกุลของแอมโมเนียที่ถูกแทนที่ด้วยฟอสฟอรัส บนโลกนั้นฟอสฟีนมีสถานะเป็นแก๊สที่ไม่มีสี ไวไฟ และเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิตเป็นอย่างมาก

อย่างไรก็ตาม สิ่งที่ทำให้การค้นพบฟอสฟีนบนดาวดวงอื่นเป็นสิ่งที่น่าสนใจเป็นอย่างมากนั้น เนื่องจากบนโลกนั้นฟอสฟีนมีแหล่งกำเนิดเพียงแค่ 2 แหล่ง คือ เป็นผลิตภัณฑ์ที่เกิดขึ้นจากอุตสาหกรรม หรือเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมที่ปราศจากออกซิเจน ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่าบนโลกนั้นแหล่งกำเนิดหลักของฟอสฟีนเกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดักชันของสารประกอบพวกฟอสเฟต แต่ไม่มีสภาพแวดล้อมใดบนโลกที่สามารถผลิตตัวรีดิวซ์ที่มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยารีดักชันที่ผลิตฟอสฟีนได้อีกเลยนอกไปจากตัวรีดิวซ์ที่พบในสิ่งมีชีวิต นอกจากนี้ฟอสฟีนยังสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นได้ง่าย การที่จะพบฟอสฟีนอยู่ในชั้นบรรยากาศได้จึงจำเป็นที่จะต้องมีแหล่งที่ผลิตฟอสฟีนมาชดเชยอย่างต่อเนื่อง

คำถามแรกที่นักดาราศาสตร์จะต้องตอบให้ได้เสียก่อน ก็คือ มีกลวิธีใดอีกหรือไม่บนดาวศุกร์ ที่อาจจะทำให้เกิดโมเลกุลของฟอสฟีนได้ ทีมนักวิจัยที่นำโดย William Bains จาก Massachusetts Institute of Technology (MIT) จึงลองทำการประเมินกลไกตามธรรมชาติที่อาจจะผลิตฟอสฟีนได้บนดาวศุกร์ ตั้งแต่ แสงแดด แร่ธาตุทื่ถูกพัดขึ้นมาจากพื้นผิวเบื้องล่าง ภูเขาไฟระเบิด ฟ้าผ่า ฯลฯ แต่ไม่ว่าจะลองพิจารณาอย่างไร การคำนวณก็พบว่าแหล่งกำเนิดตามธรรมชาติเหล่านี้ไม่สามารถที่จะผลิตแม้กระทั่งปริมาณฟอสฟีนหนึ่งในหมื่นของที่ตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์ แต่ในทางตรงกันข้าม หากทีมลองพิจารณาถึงแหล่งกำเนิดที่เกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตแล้ว กลับพบว่าหากสิ่งมีชีวิตทำงานแค่เพียงร้อยละ 10 ของขีดจำกัดสูงสุด ก็จะสามารถผลิตฟอสฟีนเพียงพอที่จะอธิบายปริมาณที่ตรวจพบบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ได้แล้ว

ค้นพบสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์หรือไม่?

การค้นพบฟอสฟีนในปริมาณที่ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกลไกตามธรรมชาตินั้นเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นเป็นอย่างยิ่ง และทำให้ต้องกลับมาพิจารณาทฤษฎีการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์อีกครั้งหนึ่ง อย่างไรก็ตาม การค้นพบนี้ยังห่างไกลจากการยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตพอสมควร แม้ว่าในปัจจุบันทฤษฎีที่บ่งชี้ว่าฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นเกิดขึ้นจากสิ่งมีชีวิตจะเป็นทฤษฎีที่อธิบายถึงปริมาณฟอสฟีนที่พบได้ดีที่สุด แต่การจะยืนยันว่าดาวศุกร์นั้นมีสิ่งมีชีวิตยังเป็นเรื่องที่ห่างไกลอีกมาก

แม้ว่าชั้นบรรยากาศตอนบนของดาวศุกร์อาจจะมีอุณหภูมิเพียง 30 องศาฯ แต่ชั้นบรรยากาศในบริเวณนั้นก็ยังเต็มไปด้วยกรดกำมะถันกว่าร้อยละ 90 ซึ่งยังไม่พบว่ามีสิ่งมีชีวิตใดบนโลกที่สามารถอยู่รอดในสภาวะเช่นนั้นได้ หากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มีสิ่งมีชีวิตจริง เป็นไปได้ว่าสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์นั้นอาจจะแตกต่างกันโดยสิ้นเชิงกับสิ่งมีชีวิตใด ๆ บนโลก และแน่นอนว่าก็ยังมีความเป็นไปได้ว่าฟอสฟีนที่พบนั้นอาจจะเป็นเพียงผลผลิตจากปฏิกิริยาเคมีแบบใหม่ที่ยังไม่รู้จัก แต่เท่ากับเป็นการบ่งชี้ว่าความเข้าใจทางด้านเคมีที่มนุษย์มีนั้นยังไม่สมบูรณ์ และยังมีปฏิกิริยาแปลกประหลาดบางอย่างซึ่งสามารถเกิดขึ้นได้เพียงเฉพาะในสภาพแวดล้อมอันแปลกประหลาดบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์

หากเราพิจารณาว่าสิ่งที่เรารู้จักกันว่าเป็น “สิ่งมีชีวิต” บนโลก แท้จริงแล้วก็ไม่ได้ต่างอะไรกับปฏิกิริยาทางเคมีอันซับซ้อนและแปลกประหลาดเหนือสิ่งอื่นใดในธรรมชาติเช่นเดียวกัน ซึ่งการค้นพบแหล่งที่มาของฟอสฟีนบนดาวศุกร์ในอนาคตอาจจะทำให้ต้องมาพิจารณานิยามของสิ่งที่เรียกว่า “สิ่งมีชีวิต” ขึ้นใหม่ และไม่ว่าเราจะพบสิ่งมีชีวิตบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์หรือไม่ การค้นพบนี้ย่อมเท่ากับเป็นการเปิดความเป็นไปได้ใหม่ในการหาสิ่งมีชีวิตจากต่างดาวไปโดยปริยาย

การศึกษาในอนาคตจะช่วยตอบคำถามเหล่านี้ได้ ในอนาคตอันใกล้ทีมนักวิจัยนี้จะทำการศึกษาต่อไป เพื่อค้นหาว่าฟอสฟีนจะมีอยู่ในบริเวณอื่นบนเมฆของดาวศุกร์หรือไม่ และจะมีโมเลกุลอื่นใดอีกหรือไม่ ที่จะช่วยยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ได้

ทั้งนี้ กล้องโทรทรรศน์ JCMT ที่ได้ค้นพบฟอสฟีนบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์เป็นครั้งแรกนี้ เป็นหอดูดาวที่บริหารโดยเครือข่าย “หอดูดาวในเอเชียตะวันออก” หรือ East Asian Observatory (EAO) ซึ่งสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) ได้ร่วมลงอนุสัญญานามเป็นสมาชิกร่วมอยู่ด้วย

ข้อมูล : มติพล ตั้งมติธรรม - ผู้เชี่ยวชาญด้านดาราศาสตร์ สดร.