นักดาราศาสตร์ค้นพบหลักฐาน ที่อาจบ่งชี้ถึงสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์

เมื่อวันที่ 14 กันยายน 2563 ดร.มติพล ตั้งมติธรรม ผู้เชี่ยวชาญด้านดาราศาสตร์ สดร. แจ้งว่า จากที่ทีมนักดาราศาสตร์ นำโดย เจน กรีฟส์ จากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ สหราชอาณาจักร เผยการค้นพบโมเลกุลของฟอสฟีน ซึ่งอาจบ่งชี้ถึงความเป็นไปได้ของสิ่งมีชีวิต ที่อาศัยอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ดาวศุกร์มีขนาดและระยะห่างจากดวงอาทิตย์ใกล้เคียงโลกที่สุด ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์เต็มไปด้วยแก๊สกรดกำมะถัน มีสภาวะเรือนกระจกแบบกู่ไม่กลับ ส่งผลให้ดาวศุกร์มีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่น และเก็บกักความร้อนเอาไว้มหาศาล และกลายเป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ แต่ก็อาจเป็นไปได้ที่ครั้งหนึ่งดาวศุกร์อาจเคยมีมหาสมุทร และมีสภาพอากาศที่เอื้อต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากเหนือพื้นผิวดาวศุกร์ขึ้นไปประมาณ 50 กิโลเมตร ความหนาแน่นของอากาศเบาบางลงและมีอุณหภูมิเพียง 30 องศาเซลเซียส อาจมีสภาพที่พอเหมาะกับสิ่งมีชีวิต จึงคาดการณ์ว่าชั้นเมฆในบรรยากาศของดาวศุกร์อาจจะมีองค์ประกอบทางเคมีเพียงพอจะกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยาที่นำไปสู่การกำเนิดของสิ่งมีชีวิต

การวิจัยครั้งนี้ มีเป้าหมายเพื่อศึกษาองค์ประกอบบนชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ ค้นพบสัญญาณแรกของฟอสฟีนด้วยกล้องโทรทรรศน์ James Clerk Maxwell Telescope (JCMT) บนยอดเขาโมนาเคอา รัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา จากนั้นศึกษาซ้ำโดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 45 ตัวของ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) กลางทะเลทรายของประเทศชิลี ด้วยวิธีการสังเกตและเก็บข้อมูลสเปกตรัมที่โมเลกุลปล่อยออกมาในบริเวณชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ เมื่อตรวจสอบแล้วพบการดูดกลืนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ตรงกับโมเลกุลของฟอสฟีนในห้องทดลองบนโลก จึงยืนยันการมีอยู่ของฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ได้เป็นครั้งแรก

(จากภาพวงกลม) ภาพแสดงการตรวจพบฟอสฟีนโดยกล้องโทรทรรศน์ JCMT (เส้นสีขาว) และกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ALMA (เส้นสีส้ม)
ภาพ: Joanna Pętkowska, PhD

เส้นสเปกตรัมที่เกิดขึ้นในโมเลกุลของฟอสฟีนนั้นอยู่ในช่วงความยาวคลื่นประมาณ 1 มิลลิเมตร ซึ่งนอกจากจะเป็นช่วงคลื่นวิทยุความถี่สูงที่ไม่สามารถสังเกตเห็นได้ด้วยตาเปล่าแล้ว ยังเป็นช่วงคลื่นที่สามารถถูกดูดกลืนได้ง่ายโดยความชื้นในชั้นบรรยากาศของโลก การจะศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ในช่วงคลื่นนี้จึงสามารถทำได้เพียงจากหอสังเกตการณ์ที่บนโลก จะสามารถยืนยันได้ว่ามีโมเลกุลชนิดเดียวกันนี้อยู่บนดาวที่ศึกษาอยู่

(จากภาพ เป็นจุดและมีหาง) ภาพจำลองพื้นผิวและชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ที่มีฟอสฟีน ภาพ : ESO

Astronomy/M. Kornmesser/L. Calçada ฟอสฟีน (Phosphine) เป็นโมเลกุลสารประกอบระหว่างธาตุฟอสฟอรัสและไฮโดรเจน มีสูตรทางเคมี PH3 คล้ายกับโมเลกุลของแอมโมเนียที่ถูกแทนที่ด้วยฟอสฟอรัส ฟอสฟีนบนโลกมีสถานะเป็นแก๊ส ไม่มีสี ไวไฟ และเป็นพิษต่อสิ่งมีชีวิต มีแหล่งกำเนิดเพียงแค่สองแหล่ง คือ เกิดจากการผลิตในภาคอุตสาหกรรม และเกิดจากสิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมปราศจากออกซิเจน ที่เป็นเช่นนี้เพราะแหล่งกำเนิดหลักของฟอสฟีนบนโลกเกิดขึ้นจากปฏิกิริยารีดักชันของสารประกอบจำพวกฟอสเฟต แต่ไม่มีสภาพแวดล้อมใดบนโลกที่สามารถผลิตตัวรีดิวซ์ที่มีความแข็งแรงเพียงพอที่จะทำให้เกิดปฏิกิริยารีดักชันที่ผลิตฟอสฟีนได้ ยกเว้นตัวรีดิวซ์ที่พบในสิ่งมีชีวิต

นอกจากนี้ฟอสฟีนยังสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบอื่นได้ง่าย การที่จะพบฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศได้จึงจำเป็นต้องมีแหล่งผลิตฟอสฟีนมาชดเชยอย่างต่อเนื่อง ทำให้การค้นพบฟอสฟีนบนดาวดวงอื่นนั้นเป็นเรื่องน่าสนใจ นำไปสู่คำถามต่อไปว่าฟอสฟีนเกิดขึ้นบนดาวศุกร์ได้อย่างไร

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 เนื่องจากบริเวณที่พบฟอสฟีนเต็มไปด้วยกรดกำมะถันกว่า 90% ซึ่งไม่มีสิ่งมีชีวิตใดบนโลกสามารถอยู่รอดในสภาวะนี้ หากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์มีสิ่งมีชีวิตจริง จึงมีโอกาสที่สิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์อาจแตกต่างจากสิ่งมีชีวิตบนโลกที่เรารู้จักอย่างสิ้นเชิง ยิ่งไปกว่านั้น ฟอสฟีนที่พบในครั้งนี้อาจเป็นเพียงผลผลิตจากปฏิกิริยาเคมีแบบใหม่ที่มนุษย์ยังไม่รู้จัก เกิดขึ้นได้เฉพาะบนชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ ซึ่งการศึกษาต่อไปในอนาคตจะช่วยให้ทราบว่ามีฟอสฟีนอยู่ในบริเวณอื่นของดาวศุกร์อีกหรือไม่ และจะมีโมเลกุลอื่นใดอีกหรือไม่ ที่จะช่วยยืนยันถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ได้

กล้องโทรทรรศน์ JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) บนยอดเขาโมนาเคอา รัฐฮาวาย ภาพ : Tom Kerr, UKIRT กล้องโทรทรรศน์ JCMT (James Clerk Maxwell Telescope) ที่ใช้ศึกษาวิจัยในครั้งนี้ ตั้งอยู่บนยอดเขาโมนาเคอา รัฐฮาวาย สหรัฐอเมริกา เป็นหอดูดาวในเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุถวามถี่สูง ที่บริหารโดยเครือข่าย “หอดูดาวในเอเชียตะวันออก” หรือ East Asian Observatory (EAO) มีสมาชิกเต็มรูปแบบ 4 ประเทศ ได้แก่ จีน ญี่ปุ่น เกาหลี และไต้หวัน ส่วนประเทศไทย โดย สดร. ได้ร่วมลงอนุสัญญานามเป็นสมาชิกร่วม ตั้งแต่ปี 2562 ในอนาคตกล้องโทรทรรศน์วิทยุแห่งชาติของไทย ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 40 เมตร ซึ่งจะแล้วเสร็จในปี พ.ศ. 2564 จะเป็นโครงสร้างพื้นฐานหลักเพื่อการวิจัยดาราศาสตร์วิทยุของประเทศและภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้

ดร. ศรัณย์ โปษยะจินดา ผู้อำนวยการสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ กล่าวว่า การค้นพบสำคัญครั้งนี้ จะนำไปสู่การพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูงใหม่ ๆ มากมาย การศึกษาค้นคว้าเอกภพด้วยกล้องโทรทรรศน์บนโลกจะก่อให้เกิดนวัตกรรมใหม่ๆ ที่ไม่เคยมีมาก่อน วิทยาศาสตร์ขั้นแนวหน้าจะเป็นแรงขับเคลื่อนให้เกิดการพัฒนาเทคโนโลยีขั้นสูง เพื่อตอบโจทย์ยากทางดาราศาสตร์ คนทั่วไปอาจมองว่าดาราศาสตร์เป็นเรื่องไกลตัว แต่วิทยาศาสตร์ขั้นแนวหน้าจะนำพาดาราศาสตร์ให้เข้ามาใกล้ตัวเราอีกครั้ง ด้วยเทคโนโลยีในชีวิตประจำวันที่ล้วนแล้วแต่มีต้นกำเนิดมาจากดาราศาสตร์ เช่น Wi-Fi กล้องดิจิทัล การใช้ AI มาวิเคราะห์ข้อมูล

ภาพทีมนักดาราศาสตร์ผู้ร่วมค้นพบฟอสฟีนบนดาวศุกร์ : 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, David Clements.

อ้างอิง :
[1] https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4
[2] https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2017JE005406
[3] https://www.facebook.com/NARITpage/photos/pb.148300028566953.-2207520000../3492242087506047/
[4] https://www.eaobservatory.org/east-asia-observatory/eao-divisions/

ร่วมแสดงความคิดเห็น


Do NOT follow this link or you will be banned from the site!