Astrobiology

ซีรี่ส์บทความ "ชีวดาราศาสตร์" ฤๅโลกเป็นเพียงโอเอซิสหนึ่งเดียวในจักรวาล

ตอนที่ 1 - ตอนที่ 2 - ตอนที่ 3 - ตอนที่ 4 - ตอนจบ

หากใครสนใจบทความดาราศาสตร์อื่นๆที่ผมแปลและเรียบเรียงไว้ สามารถหาดูได้ที่เพจ "Earth Science&Astronomy" ของที่ซุกหัวหลังนี้ครับ

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------


บทวิจารณ์เกี่ยวกับชีวดาราศาสตร์


ในปัจจุบัน รูปแบบลักษณะสิ่งมีชีวิตนอกโลกนั้นก็ยังไม่สามารถสรุปลงได้แน่นอน สมมติฐานและการทำนายถึงการคงอยู่ของมัน รวมไปถึงจุดกำเนิดของสิ่งมีชีวิตเหล่านี้ยังมีขอบเขตแนวคิดที่กว้างขวางกระจัดกระจายมากอยู่

นักวิทยาศาสตร์บางคนก็แยกแขนงเป็นสาขา "ชีววิทยานอกพิภพ" (Xenobiology) ออกมาจากวิชาชีวดาราศาสตร์ โดยกำหนดว่า "ชีวดาราศาสตร์" เป็นการศึกษาค้นคว้าสิ่งมีชีวิตนอกระบบสุริยะ ที่มีรูปแบบคล้ายกับสิ่งมีชีวิตบนโลกเท่านั้น

ในขณะที่ "ชีววิทยานอกพิภพ" จะศึกษาถึงความเป็นไปได้ที่จะมีสิ่งมีชีวิตรูปแบบอื่นๆ ที่ไม่ได้มีลักษณะคล้ายกับสิ่งมีชีวิตบนโลก เช่น สิ่งมีชีวิตที่ไม่ได้มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน หรือไม่ได้หายใจแบบใช้ก๊าซออกซิเจน โดยสาขาหลังนี้จะช่วยในการนิยามถึงลักษณะของสิ่งมีชีวิตต่อไป



ขอบเขตงานวิจัยด้านชีวดาราศาสตร์

ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน (ปี 2553) นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ค้นเจอหลักฐานถึงสิ่งมีชีวิตนอกพิภพ

สิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นหลักฐานในตอนนี้ คือ อุกาบาต ALH 84001 ที่ค้นพบในทวีปแอนตาร์กติกา ในปี 2527  นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่าอุกาบาตก้อนนี้มาจากดาวอังคาร ต่อมาได้มีการค้นพบซากที่คล้ายกับฟอสซิลแบคทีเรีย ซากดังกล่าวยังคงเป็นประเด็นถกเถียงกันจนถึงปัจจุบันว่า มันคือซากฟอสซิลแบคทีเรียจากดาวอังคารหรือไม่



อุกาบาต ALH84001 (Credit: NASA)



ภายในหินอุกาบาต ALH 84001 เมื่อส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์ พบโครงสร้างรูปท่อยาว (กลางภาพ) ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คิดว่าอาจเป็นฟอสซิลของแบคทีเรียจากดาวอังคารก็ได้
(Credit: NASA)



- ก๊าซมีเทน
 
ในปี 2547 ได้มีการตรวจพบสเปกตรัมของก๊าซมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ทั้งจากกล้องโทรทรรศน์บนโลกและยานอวกาศที่โคจรอยู่รอบดาวอังคาร

นักวิทยาศาสตร์คิดว่าตามปกติแล้ว ก๊าซมีเทนจะทำปฏิกิริยากับไอออนไฮดรอกซิล (OH) ในบรรยากาศ กลายเป็นน้ำกับคาร์บอนไดออกไซด์ ทำให้ก๊าซมีเทนหมดไปในเวลาไม่กี่ปี หากไม่มีการเติมหรือปล่อยก๊าซมีเทนสู่บรรยากาศเรื่อยๆ

แต่จากการตรวจพบมีเทนจำนวนน้อยนิดในบรรยากาศดาวอังคารเรื่อยๆ ก็แสดงว่ามีการเติมก๊าซมีเทนสู่บรรยากาศของดาวอังคารมาตลอด ซึ่งก๊าซมีเทนนั้นได้จากปรากฏการณ์ทางธรณีวิทยาหรือปฏิกิริยาทางชีววิทยา



ข้อมูลการกระจายตัวของมีเทนในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร เมื่อซีกเหนือของดาวอังคารอยู่ในช่วงฤดูร้อน
Methane Concentration (Parts per billion) คือจำนวนโมเลกุลมีเทนต่อโมเลกุลในบรรยากาศดาวอังคาร 1 พันล้านโมเลกุล
(Credit: NASA)

สำหรับก๊าซมีเทนที่มาจากปฏิกิริยาทางชีววิทยานั้น ได้จากสิ่งมีชีวิต เช่น แบคทีเรีย สัตว์ หรือการย่อยสลายสารอินทรีย์ ก๊าซมีเทนในบรรยากาศโลกส่วนใหญ่เกิดจากกระบวนการนี้

องค์การ NASA ของสหรัฐฯ มีแผนการส่งรถหุ่นยนต์ Mars Science Laboratory ไปตรวจไอโซโทปของคาร์บอน และออกซิเจน จากก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) กับมีเทน (CH4) ในชั้นบรรยากาศ เพื่อตรวจสอบว่าก๊าซเหล่านี้มาจากปฏิกิริยาทางชีววิทยาหรือไม่

การตรวจสอบดังกล่าวเป็นการวัดอัตราส่วนของไอโซโทป เช่น วัดสัดส่วนคาร์บอน-12 ต่อคาร์บอน-13 ในมีเทน สิ่งมีชีวิตจะให้มีเทนที่มีคาร์บอน -12 หากมีเทนบนดาวอังคารมีคาร์บอน -12 มากกว่า นั่นหมายความว่า มีเทนที่ตรวจพบอาจเป็นผลผลิตจากสิ่งมีชีวิต



- ระบบดาวเคราะห์ (Planetary systems)

ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะเราส่วนใหญ่มีบริวารโคจรอยู่รอบ ดาวเคราะห์ดวงอื่นๆนอกระบบสุริยะของเราก็อาจมีดาวบริวารโคจรรอบๆ ได้เช่นกัน พื้นผิวดาวบริวารนี้อาจเป็นพื้นหินแข็ง น้ำแข็ง หรือมหาสมุทรขนาดใหญ่ก็ได้

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะส่วนใหญ่ที่นักดาราศาสตร์ค้นพบ เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่อุณหภูมิสูง เพราะโคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์ดวงแม่มากๆ (Hot Gas Giant หรือ Hot Jupiter) ซึ่งมีสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมาะต่อสิ่งมีชีวิต ในขณะที่ระบบสุริยะของเรากลับมีดาวเคราะห์หินแข็ง มีโลหะปะปนบ้าง และมีอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิต อย่างโลกใบนี้


ภาพวาดจินตนาการถึงดาวเค