“ดาวเคราะห์ที่มีน้ำ” หายากแค่ไหน ในจักรวาลอันกว้างใหญ่

พื้นผิวโลกของเรามีน้ำปกคลุมมากกว่า 70% สะท้อนความสำคัญว่า “น้ำ” เป็นหนึ่งในปัจจัยสำคัญในการดำรงชีพของแทบจะทุกชีวิตบนโลกแค่ไหน และวัฏจักรของน้ำ ตั้งแต่ฝนที่ตกลงมาสู่แม่น้ำมหาสมุทร แล้วระเหยกลับกลายเป็นไอ รอการควบแน่นเป็นเม็ดฝน ก็เป็นส่วนสำคัญที่คอยควบคุมอุณหภูมิและอากาศของโลกเราให้คงที่

ดังนั้นในภารกิจการตามหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นนอกจากโลก หรือการตามหาดาวสำหรับอยู่อาศัยดวงถัดไปต่อจากโลกเอง “ดาวเคราะห์ที่มีองค์ประกอบของน้ำ” จึงอยู่ในอันดับต้น ๆ ของรายการสำรวจเสมอ

ภารกิจ DART ของนาซา เปลี่ยนวิถีโคจรดาวเคราะห์น้อยสำเร็จ

นักวิทย์ญี่ปุ่นไขปริศนาพันล้านปี “ชีวิต” มาจากไหน เกิดขึ้นได้อย่างไร?

เห็นวงแหวนชัดแจ๋ว ภาพดาวเนปจูนจากกล้อง “เจมส์ เว็บบ์”

คำถามสำคัญคือ แล้วในจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาลนี้ “น้ำ” เป็นสิ่งที่หายากมากน้อยอย่างไร?

ที่ผ่านมาเรายังไม่สามารถหาดาวที่มีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่พบเลย จึงกลายเป็นการอนุมานไปว่า ดาวเคราะห์ที่มีน้ำน่าจะหายากมากแน่ ๆ แต่งานวิจัยใหม่ล่าสุดออกมาเปิดเผยว่า ความจริงแล้ว น้ำอาจไม่ได้หายากขนาดนั้นที่นอกโลก

อย่างไรก็ตาม ทีมนักวิจัยบอกว่า น้ำในดาวเคราะห์ทั่วจักรวาลอาจไม่ได้อยู่ในรูปของแม่น้ำลำธารหรือมหาสมุทรอย่างที่มีบนโลก แต่อาจฝังหรือซึมอยู่ในก้อนหินดินทรายของดาวดวงนั้น ๆ

ราฟาเอล ลูเก หัวหน้าทีมวิจัย จากมหาวิทยาลัยชิคาโก กล่าวว่า “มันเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจที่เราพบหลักฐานว่า มีดาวที่มีน้ำจำนวนมากโคจรอยู่รอบดาวฤกษ์ประเภทที่พบบ่อยที่สุดในกาแล็กซี ... มันมีผลอย่างมากต่อการค้นหาดาวเคราะห์ที่สามารถอาศัยอยู่ได้ในอนาคต”

ลูเกและ อันริก ปาลเล จากมหาวิทยาลัยลา ลากูนา ได้ร่วมกันสำรวจดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่รอบดาวฤกษ์ประเภท M-Dwarf ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่มีมวล อุณหภูมิ ความสว่าง น้อยกว่าดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา แต่มีจำนวนมากกว่าอย่างมากถือเป็นดาวฤกษ์ที่พบได้ทั่วไปและกระจายอยู่ทั่วกาแล็กซี

แต่วิธีการจะสำรวจหาน้ำบนดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไปหลายล้านปีแสงไม่ใช่เรื่องง่าย พวกเขาจึงต้องใช้วิธีที่อ้อมค้อมหน่อย แล้วนำผลมาอนุมานคาดการณ์

โดยพวกเขาใช้วิธีการศึกษาเงาที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์ดวงนั้นเคลื่อนผ่านดาวฤกษ์ เพื่อนำเงานั้นมาคำนวนเส้นผ่านศูนย์กลาง และศึกษาการเคลื่อนที่โคจรของดาวเคราะห์ เพื่อคำนวณหาแรงดึงดูด ซึ่งจะนำมาคิดหามวลของดาวเคราะห์นั้นได้อีกที

เมื่อรวมข้อมูลทั้งสองชุดเข้าด้วยกัน ทีมนักวิจัยก็จะสามารถรับรู้ถึงองค์ประกอบของดาวเคราะห์นั้น ๆ ได้ เช่น ถ้าเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่แต่มีมวลน้อย ก็แปลว่านั่นเป็นดาวเคราะห์เกิดจากก๊าซ เช่น ดาวพฤหัสบดีของเรา หรือมีขนาดเล็กแต่มวลมาก ก็เท่ากับเป็นดาวที่ก่อตัวจากหินเป็นหลัก

แน่นอนว่าการจะสำรวจดาวเคราะห์ทั้งหมดที่มีเป็นเรื่องยากในระดับที่ว่าศึกษากันจนตาแตกก็ยังไม่ได้เสี้ยวของจำนวนดาวเคราะห์ทั้งหมดที่มี ทีมวิจัยจึงสุ่มศึกษาดาวเคราะห์ในกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา 43 ดวง เพื่อดูแนวโน้มว่า ดาวที่มีน้ำเป็นองค์ประกอบมีสัดส่วนอยู่มากแค่ไหนในทางช้างเผือก

พวกเขาพบภาพที่น่าประหลาดใจ เมื่อดาวเคราะห์หลายดวงมีขนาดและมวลที่ไม่สัมพันธ์กัน โดยพวกมันมีมวลน้อยเกินไปเมื่อเทียบกับขนาดที่ใหญ่หน่อยจนไม่น่าจะใช่ดาวที่เกิดจากหินเพียว ๆ ในขณะเดียวกันพวกมันก็ไม่ได้เบาจนถึงขั้นว่าจะเป็นดาวเคราะห์ที่เกิดจากก๊าซ ลองนึกภาพความแตกต่างระหว่างการหยิบลูกโบว์ลิงกับลูกฟุตบอล พวกมันมีขนาดใกล้เคียงกัน แต่มวลต่างกันมากเพราะทำจากวัสดุที่ต่างกัน

พวกเขาจึงตั้งสมมติฐานว่า ดาวเคราะห์เหล่านี้น่าจะมีลักษณะเป็นเหมือน “ครี่งหินครึ่งน้ำ” หรือครึ่งโมเลกุลอื่นที่เบากว่า ซึ่งนั่นหมายความว่า ดาวเคราะห์เหล่านี้ไม่ใช่ดาวที่มีน้ำปกคลุมพื้นผิวทั้งดาวอย่างในภาพยนตร์ Waterworld อีกทั้งดาวเคราะห์เหล่านี้อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ในระบบของพวกมันมาก จนน้ำบนพื้นผิวน่าจะอยู่ในรูปของก๊าซ “นั่นแสดงว่าน้ำไม่ได้อยู่ในรูปแบบของมหาสมุทรอย่างที่เป็นบนโลก”

ลูเกบอกว่า น้ำเหล่านี้ยังสามารถผสมอยู่ในหินหรือใต้พื้นผิวดาวเคราะห์ได้ สภาวะเหล่านี้จะคล้ายกับดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี ซึ่งคาดว่ามีน้ำอยู่ใต้พื้นผิวนั่นเอง

อย่างไรก็ตาม แม้ว่าหลักฐานจะมีความน่าเชื่อถือในระดับหนึ่ง แต่ทีมนักวิจัยกล่าวว่า พวกเขายังคงต้องการเห็น “หลักฐานเชิงประจักษ์” ที่จะสรุปได้ว่า มีดาวซึ่งมีน้ำเป็นองค์ประกอบอยู่มากน้อยแค่ไหนในจักรวาล ซึ่งก็ต้องหวังพึ่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เว็บบ์ ขององค์การนาซา (NASA) นั่นเอง

 

เรียบเรียงจาก University of Chicago

ภาพจาก AFP / University of Chicago