×

การพบโมเลกุล ‘ฟอสฟีน’ ในชั้นบรรยากาศดาวศุกร์ กุญแจดอกแรกสู่การไขคำตอบสิ่งมีชีวิตบน ‘ดาวฝาแฝดโลก’

โดย Mr.Vop
15.09.2020
  • LOADING...

HIGHLIGHTS

3 Mins. Read
  • สาเหตุหลักที่ดาวศุกร์ถูกทอดทิ้ง มนุษย์ไม่ได้เน้นสำรวจหาร่องรอยชีวิตบนนั้น เพราะสภาพแวดล้อมที่เรียกได้ว่าเป็น ‘นรก’ ดีๆ นี่เอง ดาวศุกร์มีสภาพเรือนกระจกแบบสุดขั้ว เก็บกักความร้อนจากแสงอาทิตย์จนอุณหภูมิบนผิวดาวสูงกว่า 465 องศาเซลเซียส เรียกได้ว่าร้อนที่สุดในระบบสุริยะ แม้อยู่ห่างดวงอาทิตย์มากกว่าดาวพุธ ร้อนจนถึงขั้นตะกั่วละลาย
  • แต่สูงจากพื้นผิวดาวศุกร์ขึ้นไป 50 กิโลเมตร แต่ไม่เกิน 65 กิโลเมตร คือบริเวณที่เรียกได้ว่าคล้ายโลกเรามากที่สุดในระบบสุริยะ โดยความกดอากาศของดาวศุกร์จะลดต่ำลงมาอยู่ที่ 1 hPa นั่นคือเท่ากับความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลบนโลกเราพอดี แถมอุณหภูมิก็ลดต่ำลงมาอยู่ที่ 30 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่พอเหมาะ ไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป
  • เจน กรีฟส์ เริ่มสังเกตสเปกตรัมของสารประกอบบนชั้นเมฆของดาวศุกร์ ณ บริเวณที่มีอุณหภูมิและความดันคล้ายโลก ก่อนจะตรวจพบองค์ประกอบของฟอสฟีน (Phosphine)
  • บนโลกของเรา ฟอสฟีนจะผลิตขึ้นได้ด้วยสิ่งมีชีวิตเท่านั้น สำหรับมนุษย์นั้น ฟอสฟีนเป็นแก๊สพิษไร้สี กลิ่นคล้ายปลาเน่า ที่ถูกนำมาใช้เป็นอาวุธเคมีในช่วงสงครามโลก หรือผลิตเพื่อนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ และอาจผลิตขึ้นโดยจุลินทรีย์ที่พบได้ตามหนองน้ำ ในหลุมฝังกลบ หรือในลำไส้ของสัตว์ 

 

ทีมนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัย​คาร์ดิฟฟ์ในสหราชอาณาจักร ประกาศ​การค้นพบโมเลกุลของสารประกอบ ‘ฟอสฟีน’ ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์​ ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้โลกเราที่สุด และมีขนาดรวมถึงแรงโน้มถ่วงที่ใกล้เคียงโลกเราจนถูกขนานนามว่าเป็นดาวฝาแฝด แต่กลับถูกมองข้ามตลอดมาในโครงการสำรวจอวกาศ

 

ทำไมที่ผ่านมาเราไม่เคยเน้นไปสำรวจหาร่องรอยชีวิตบนดาวศุกร์

สาเหตุหลักที่ดาวศุกร์ถูกทอดทิ้งคือสภาพแวดล้อมที่เรียกได้ว่าเป็น ‘นรก’ ดีๆ นี่เอง ดาวศุกร์มีสภาพเรือนกระจกแบบสุดขั้ว เก็บกักความร้อนจากแสงอาทิตย์จนอุณหภูมิบนผิวดาวสูงกว่า 465 องศาเซลเซียส เรียกได้ว่าร้อนที่สุดในระบบสุริยะ แม้อยู่ห่างดวงอาทิตย์มากกว่าดาวพุธ ร้อนจนถึงขั้นตะกั่วละลาย ซ้ำยังมีความกดอากาศที่ผิวดาวสูงถึง 93 hPa เทียบเท่าความกดดันใต้ทะเลลึกกว่า 900 เมตร พูดง่ายๆ ว่าถ้าเอาเรือดำน้ำชั้น Seawolf ของกองทัพเรือสหรัฐฯ ไปจอดบนผิวดาวศุกร์ เรือดำน้ำจะถูกความกดอากาศบดขยี้จนเป็นเศษเหล็กทันที (Seawolf ถูกออกแบบให้ทนความกดอากาศสูงสุดได้เพียง 730 ใต้ทะเล) นอกจากนี้องค์ประกอบของบรรยากาศดาวศุกร์ยังเต็มไปด้วยกรดซัลฟิวริกเข้มข้นที่พร้อมจะกัดกร่อนทุกสรรพสิ่งที่ล่วงล้ำเข้าไปอีกด้วย

 

แต่ดาวศุกร์ก็ยังมีบริเวณที่ ‘พออยู่ได้’

คำว่า ‘ยิ่งสูงยิ่งหนาว’ ใช้ได้ทุกที่ สูงจากพื้นผิวดาวศุกร์ขึ้นไป 50 กิโลเมตร แต่ไม่เกิน 65 กิโลเมตร คือบริเวณที่เรียกได้ว่าคล้ายโลกเรามากที่สุดในระบบสุริยะ เอาชนะดาวอังคาร เป้าหมายการตั้งถิ่นฐานในอนาคตได้อย่างสบาย บริเวณความสูงที่ว่านี้ ความกดอากาศของดาวศุกร์จะลดต่ำลงมาอยู่ที่ 1 hPa นั่นคือเท่ากับความกดอากาศที่ระดับน้ำทะเลบนโลกเราพอดี แถมอุณหภูมิก็ลดต่ำลงมาอยู่ที่ 30 องศาเซลเซียส ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่พอเหมาะ ไม่ร้อนหรือเย็นเกินไป แต่ข้อเสียคืออากาศยังไม่เหมาะจะใช้หายใจ แม้เคยมีรายงานว่าพบการแตกตัวของ CO₂ ออกเป็นโมเลกุลของออกซิเจนหรือ O₂ อยู่ชั่วขณะ ซึ่งก็ไม่นานพอและไม่มากพอจะใช้ประโยชน์ได้ และยังมีสารประกอบของกรดต่างๆ ผสมอยู่

 

ใครค้นพบอะไร

ในขณะที่นักดาราศาสตร์ส่วนมากสนใจแต่การค้นหาร่องรอยสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี ดวงจันทร์เอนเซลาดัสและไททันของดาวเสาร์ แต่ เจน กรีฟส์ (Jane Greaves) และทีมงานกลับมุ่งไปหาดาวศุกร์ จากเบาะแสที่เคยมีงานวิจัยว่าบางส่วนของชั้นบรรยากาศดาวศุกร์สามารถดูดซับแสงอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ได้มากกว่าที่คาดไว้ ซึ่งเป็นความผิดปกติที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าอาจเป็นผลงานของจุลินทรีย์ในอากาศ ทีมงานของกรีฟส์ใช้วิธีง่ายๆ นั่นคือสังเกตสเปกตรัมหรือสีของโมเลกุลเป้าหมายเปล่งแสงออกมา ซึ่งจะบ่งบอกชัดเจนว่าเป็นโมเลกุลที่ประกอบด้วยธาตุอะไรบ้าง

 

กรีฟส์เริ่มสังเกตสเปกตรัมของสารประกอบบนชั้นเมฆของดาวศุกร์ ณ บริเวณที่กล่าวถึงข้างต้นว่ามีอุณหภูมิและความดันคล้ายโลก นั่นคือที่ความสูง 50 กิโลเมตรจากผิวดาว โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ James Clerk Maxwell ที่ตั้งอยู่บนยอดเขา Mauna Kea ในฮาวาย ตั้งแต่เดือนมิถุนายน 2017 และพบความแปลกใจระคนตื่นเต้นที่ได้ตรวจพบองค์ประกอบของ ‘ฟอสฟีน’ (Phosphine) สารประกอบที่ไม่น่าเชื่อว่าจะพบบนดาวศุกร์เป็นอย่างยิ่ง 

 

ที่สำคัญคือปริมาณของฟอสฟีนที่พบนั้นคำนวณออกมาได้ถึง 20 ppb (ส่วนในพันล้านส่วน) นั่นยิ่งทำให้กรีฟส์ต้องหาทางยืนยันว่าสิ่งที่พบนี้ไม่ใช่ข้อผิดพลาด ทีมงานจึงได้ทำเรื่องขออนุญาตใช้กลุ่มกล้องโทรทรรศน์วิทยุขนาดยักษ์ 45 ตัว นั่นคือระบบกล้อง Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) ในทะเลทรายของประเทสชิลี ผลก็ยังยืนยันออกมาเช่นเดิม นั่นคือพบสารประกอบฟอสฟีนเข้าให้แล้ว

 

ฟอสฟีน (PH₃) นั้น สำหรับบนโลกเราจะผลิตขึ้นได้ด้วยสิ่งมีชีวิตเท่านั้น นั่นคือหากไม่เป็นฝีมือของมนุษย์ก็ต้องเป็นจุลินทรีย์ สำหรับมนุษย์นั้น ฟอสฟีนเป็นแก๊สพิษไร้สี กลิ่นคล้ายปลาเน่า ที่ถูกนำมาใช้เป็นอาวุธเคมีในช่วงสงครามโลก ฟอสฟีนยังถูกผลิตเพื่อนำมาใช้ในงานอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์และการรมควันเพื่อฆ่าเชื้อโรคในงานด้านการเกษตร ในอีกทาง ฟอสฟีนก็อาจผลิตขึ้นโดยจุลินทรีย์ที่พบได้ตามหนองน้ำ ในหลุมฝังกลบ หรือในลำไส้ของสัตว์ นั่นคือมาจากสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กที่อาศัย​อยู่ในสภาพแวดล้อม​ที่ปราศจากออกซิเจน แต่ไม่ว่าอย่างไร สำหรับบนโลกเรานี้จะไม่สามารถ​พบฟอสฟีนที่เกิดเองตามธรรมชาติ​โดยสิ่งไม่มีชีวิตอย่างแน่นอน

 

 

หากนำคุณสมบัติการเกิดฟอสฟีนบนโลกเราไปใช้บนดาวศุกร์ก็ตีความได้เพียงอย่างเดียวว่าน่าจะเกิดจากจุลชีพที่ล่องลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาว แม้จะพยายามมองในอีกแง่หนึ่งว่าความรู้ทางเคมีของมนุษย์ยังอยู่ในวงจำกัด นั่นหมายถึงฟอสฟีนบนดาวศุกร์อาจเกิดขึ้นได้จากสิ่งไม่มีชีวิตที่ทำปฏิกิริยาในรูปแบบที่เราไม่พบบนโลก แต่ก็ไม่อาจโต้แย้งในเรื่องของปริมาณที่พบถึง 20 ppb นั้นได้ เนื่องจากการผลิตฟอสฟีนปริมาณนี้โดยสิ่งมีชีวิตนั้นถือว่าไม่ยากหากเทียบกับการเกิดจากปฏิกิริยาเคมีในรูปแบบอื่น แต่ก็ต้องตอบคำถามสำคัญให้ได้ว่าหากแม้มีจุลชีพที่ผลิตฟอสฟีนปริมาณนี้ได้จริง พวกมันจะรอดชีวิตจากกรดความเข้มข้นสูงที่ผสมอยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ได้อย่างไร

 

คำถามที่เกิดขึ้นคงต้องอาศัยการศึกษาค้นคว้ารวมทั้งเก็บข้อมูลเพิ่มเติมในอนาคตมาช่วยไขคำตอบ ทั้งนี้ดาวศุกร์อาจกลับมาเป็นที่สนใจและเป็นอีกหนึ่งเป้าหมายที่คุ้มค่าในการส่งยานอวกาศไปสำรวจหาสิ่งมีชีวิตอย่างจริงจังก็เป็นไปได้

 

การค้นพบครั้งนี้ตีพิมพ์เผยแพร่ลงใน Nature Astronomy ฉบับวันที่ 14 กันยายน 2020 อ่านได้ที่ https://www.nature.com/articles/s41550-020-1174-4

 

พิสูจน์อักษร: ภาสิณี เพิ่มพันธุ์พงศ์

  • LOADING...

READ MORE




Latest Stories