ชีวิตบน ดวงจันทร์ยูโรปา ของดาวพฤหัสบดี
มีผู้คนจำนวนเท่าไหร่ที่เคยอาศัยอยู่บนโลกใบนี้
มีผู้คนจำนวนเท่าไหร่ที่เคยอาศัยอยู่บนโลกใบนี้
มกราคม 5, 2021
เรากำลังอยู่ในจักรวาลทารกที่ดูเหมือน “หลุมดำ” เมื่อมองเห็นจากด้านนอก?
เรากำลังอยู่ในจักรวาลทารกที่ดูเหมือน “หลุมดำ” เมื่อมองจากด้านนอก? (ทฤษฎีพหุภพแบบใหม่)
มกราคม 6, 2021

ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี ถือเป็นดาวบริวารที่มีขนาดเล็กที่สุดในกลุ่มของดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean moons) ที่ค้นพบโดย ‘กาลิเลโอ กาลิเลอี’ (Galileo Galilei) ในปี ค.ศ. 1610 อันประกอบไปด้วย ไอโอ ยูโรปา แกนีมีด และ คัลลิสโต อย่างไรก็ตามมันก็มีขนาดใหญ่เป็นอันดับที่ 6 ของดวงจันทร์ทั้งหมดภายในระบบสุริยะ มีที่เส้นผ่านศูนย์กลางราวๆ 3,100 กิโลเมตร (มีขนาดเล็กกว่าดวงจันทร์เพียงเล็กน้อย ดวงจันทร์ของเรามีขนาดอยู่ที่ 3,475 กิโลเมตร ) องค์ประกอบหลักของมวลดวงจันทร์ยูโรปาคือ หินซิลิเกต เปลือกน้ำแข็งหนา ส่วนแกนของดาวคาดว่าน่าจะเป็น เหล็ก และ นิกเกิล สถานที่แห่งนี้มีชั้นบรรยากาศที่เบาบางมากแต่ส่วนประกอบหลักคือออกซิเจน

แม้จนถึงตอนนี้เรายังไม่มีหลักฐานของมีสิ่งมีชีวิตบนดวงจันทร์ยูโรปาแบบจังๆ แต่เราก็เริ่มตรวจพบเบาะแสต่างๆที่สำคัญจนอาจนำไปสู่การค้นพบชีวิตได้ในอนาคต ทำให้สถานที่แห่งนี้กลายเป็นหนึ่งในที่ๆมีความเป็นไปได้มากที่สุดในระบบสุริยะที่จะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่าเป็นไปได้อย่างมากที่ภายใต้เปลือกน้ำแข็งอันหนาทึบนั้นจะมีสภาพแวดล้อมที่คล้ายกับก้นมหาสมุทรลึกบนโลกของเรา ซึ่งได้รับพลังงานมาจากแหล่งความร้อนใต้พิภพที่ชื่อ ‘ปล่องแบบน้ำร้อน’ (Hydrothermal vent) อาจเรียกว่า ‘ปล่องไฮโดรเทอร์มอร์’ หรือ ‘ปล่องน้ำร้อนใต้ทะเล’ ก็ได้ มันคือรอยแยกบนเปลือกผิวโลกที่มีน้ำร้อนไหลออกมา โดยปกติจะพบใกล้กับแหล่งภูเขาไฟที่ๆแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนที่ออกจากกันในแอ่งมหาสมุทรและฮอตสปอต แม้ว่าดวงจันทร์ยูโรปาจะไม่แสดงกิจกรรมของความร้อนใต้พิภพจากภูเขาไฟที่เด่นชัดนัก แต่จากการศึกษาของนาซาในปี ค.ศ. 2016 ก็พบว่ามีระดับของไฮโดรเจนและออกซิเจนที่คล้ายกับบนโลกที่สามารถผลิตได้ผ่านกระบวนการทำให้กลายเป็นหินเซอร์เพนทิไนต์ (serpentinization) และสารออกซิแดนต์ที่ได้จากน้ำแข็ง ซึ่งไม่เกี่ยวข้องกับภูเขาไฟโดยตรง

ภาพตัดปะดวงจันทร์ของกาลิเลโอ (Galilean moons) ทั้งสี่ดวงของดาวพฤหัสบดี ในภาพประกอบนี้แสดงให้เห็นถึงความสัมพันธ์ของขนาดระหว่างดาวพฤหัสบดี และดาวบริวารไล่จากบนลงล่างได้แก่ ไอโอ ยูโรปา แกนีมีด และคัลลิสโต ภาพจาก NASA/JPL/DLR – NASA planetary photojournal
นี่คือภาพพื้นผิวของดวงจันทร์ยูโรปาจากยานสำรวจอวกาศกาลิเลโอของนาซา ในปี ค.ศ. 1998 ซึ่งแสดงให้เห็นถึงลวดลายที่ทับซ้อนกันอยู่บนพื้นผิวน้ำแข็งขนาด 78,400 ตารางกิโลเมตร ภาพจาก NASA / JPL-Caltech / SETI Institute
ควันสีดำในมหาสมุทรแอตแลนติกแห่งนี้ ได้รับพลังงานความร้อนมาจากใต้พิภพ และปล่องแบบน้ำร้อน ซึ่งจะสร้างสารเคมีที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตได้นำไปใช้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าจะได้พบพื้นที่ในลักษณะเช่นนี้ใต้ผิวดวงจันทร์ยูโรปา ภาพจาก OAR/National Undersea Research Program (NURP); NOAA
ชีวิตบนดวงจันทร์ยูโรปา
แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับ cryobot และ hydrobot ในปี 2005 โดยนาซา เพื่อส่งยานลงจอดบนดวงจันทร์ยูโรปา แล้วเจาะลงไปยังเปลือกน้ำแข็งและออกสำรวจมหาสมุทรใต้ผิวดาว ซึ่งคาดว่าเราอาจได้พบเจอกับสิ่งมีชีวิตต่างดาวในนั้น ภาพจาก NASA

ในปี ค.ศ. 2015 นักวิทยาศาสตร์ออกมาประกาศว่าค้นพบเกลืออยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์ยูโรปา ซึ่งมีคุณสมบัติบางอย่างที่บ่งชี้ว่าอาจมีพื้นมหาสมุทรอยู่จริงๆ ในขณะที่ข้อมูลภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลในปี ค.ศ. 2012 ยังชี้เห็นว่ามีกลุ่มของไอน้ำที่ปะทุอยู่ใกล้กับขั้วใต้ของดาว ที่พุ่งขึ้นมายาวไกลกว่าสองร้อยกิโลเมตร หากเปรียบเทียบกับความยิ่งใหญ่ของมันก็จะพบว่ามีขนาดสูงของภูเขาเอเวอเรสต์ถึง 20 เท่า!  ซึ่งถ้าเป็นเช่นนั้นก็จะตรงกับทฤษฎีที่ว่ามีความร้อนใต้พิภพอยู่จริง โดยความร้อนเหล่านี้คาดว่าน่าจะมาจากหลายปัจจัยทางกายภาพ เช่นแรงเสียดทานของเปลือกน้ำแข็งจากการเคลื่อนไหวของมหาสมุทรใต้ผิวดาว และการยืดหดภายในแกนดาวและเปลือกน้ำแข็ง ซึ่งเป็นกระบวนการที่เกิดจากการเร่งของไทดัล (tidal acceleration) ขณะที่ดวงจันทร์หมุนรอบตัวเองอยู่ภายในวงโคจร (ดวงจันทร์ยูโรปาหมุนรอบตัวเองแบบสมวาร คือมีคาบการหมุนรอบตัวเองเท่ากับคาบการโคจรรอบดาวพฤหัสบดี) ที่ไปทำให้เกิดความร้อนในแกนกลางของดวงจันทร์ ภายในมหาสมุทร และเปลือกน้ำแข็งด้านนอก ซึ่งพลังงานเหล่านี้ได้รับมาจากพลังงานความโน้มถ่วงอีกที ในอีกการศึกษาหนึ่งพบว่า ความร้อนใต้พิภพอาจได้รับมาจากการสลายตัวของวัตถุกัมมันตรังสี (ความร้อนจากรังสี) ที่อยู่ภายในชั้นหินแมนเทิล ซึ่งอาจไม่มากนักหากเทียบกับความร้อนที่ได้รับมาจากไทดัล (Tidal heating) ในขณะที่แรงไทดัลที่กระทำต่อดวงจันทร์ยูโรปานั้นมีความเข้มข้นมากกว่าเป็น 1,000 เท่า ของดวงจันทร์บริวารของโลก (ในชื่อหนึ่งของแรงไทดัลเราจึงอาจหมายถึง ‘แรงน้ำขึ้นลง’ ก็ได้ ซึ่งสามารถสังเกตเห็นได้จากปรากฏการณ์น้ำขึ้นน้ำลง)

หากมีชีวิตอยู่บนดวงจันทร์ยูโรปาได้จริง ก็คาดว่าพวกมันคงจะกระจุกตัวกันอยู่รอบๆช่องระบายความร้อนใต้พิภพบนพื้นมหาสมุทร หรือใต้พื้นมหาสมุทรนั่น คล้ายกับพวก ‘เอ็นโดลิธ’ (Endolith) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตที่รู้จักกันบนโลกจำพวก อาร์เคีย แบคทีเรีย เชื้อรา ไลเคน สาหร่าย หรือ อะมีบา โดยส่วนใหญ่สิ่งมีชีวิตเหล่านี้จะอึดและทนทานมาก ในอีกทางหนึ่งพวกมันอาจมีตัวตนอยู่ได้โดยการเกาะชั้นน้ำแข็ง เช่นเดียวกับสาหร่าย และแบคทีเรียบริเวณขั้วโลก หรือบางทีพวกมันอาจจะลอยอย่างอิสระอยู่ภายในมหาสมุทรอันกว้างใหญ่ของดวงจันทร์ยูโรปา อย่างไรก็ตามสิ่งมีชีวิตก็มีขีดจำกัดในการเอาตัวรอดอยู่เหมือนกัน เช่นถ้ามหาสมุทรยูโรปาเย็นเกินไป ก็คงยากที่กระบวนการทางชีววิทยาที่คล้ายคลึงบนโลกจะสามารถเกิดขึ้นได้ แต่หากทะเลมีความเค็มมากเกินไปเราก็อาจได้เห็นเพียงแค่ ‘ฮาโลไฟล์’ (Halophile) ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตจำพวก ‘อิกซ์ตรีโมไฟล์’ (Extremophile) ที่เจริญเติบโตได้ดีในสภาพแวดล้อมที่มีความเข้มข้นของเกลือสูง 

ในปี ค.ศ. 2010 จากแบบจำลองที่นำเสนอโดย ‘ริชาร์ด กรีนเบิร์ก’ (Richard Greenberg) แห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนา เสนอว่า แผ่นน้ำแข็งบนพื้นผิวของดวงจันทร์ยูโรปาอาจได้รับรังสีจากอวกาศทำให้ซึมซาบไปด้วยออกซิเจน และ เปอร์ออกไซด์ ก่อนที่โมเลกุลเหล่านี้จะเคลื่อนย้ายไปสู่เบื้องล่างภายในมหาสมุทรจากกิจกรรมทางธรณีวิทยา ซึ่งกระบวนการดังกล่าวจะทำให้มหาสมุทรของดวงจันทร์ยูโรปามีสภาพที่เต็มไปด้วยออกซิเจนได้ ภายในช่วงระยะเวลาเพียง 12 ล้านปี และเราอาจได้เห็นรูปแบบของเซลล์สิ่งมีชีวิตที่มีความสลับซับซ้อนภายในนั้น! จากหลักฐานสนับสนุนนี้ยังแสดงให้เห็นว่ามีไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ที่พบเห็นได้โดยทั่วไปบนพื้นผิวของดวงจันทร์อีกด้วย ซึ่งการมีอยู่ของไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์จะสามารถสลายตัวกลายเป็นออกซิเจนแล้วผสมรวมอยู่กับน้ำที่เป็นของเหลวใต้เปลือกน้ำแข็งนั่นได้ ที่จะกลายเป็นแหล่งพลังงานสำคัญให้สำหรับรูปแบบชีวิตที่เรียบง่าย

ยิ่งเราศึกษานานวันเข้าก็ดูเหมือนว่าในเรื่องของสิ่งมีชีวิตอยู่บนดวงจันทร์ยูโรปา ก็ยิ่งมีความเป็นไปได้มากขึ้นเรื่อยๆ ในอีกทฤษฎีหนึ่งกล่าวว่าหากมีชีวิตอยู่บนนั้นจริง บางทีพวกมันอาจจะเป็นญาติห่างๆจากพวกเราก็เป็นได้! เพราะมีการตรวจพบ ‘แร่ดินเหนียว’ (clay mineral) โดยเฉพาะอย่างยิ่งหมู่แร่ ‘ฟิลโลซิลิเกต’ (Phyllosilicates) ซึ่งมีความเกี่ยวโยงกับสารอินทรีย์บนโลก แต่เราดันไปพบเห็นอยู่บนเปลือกน้ำแข็งของดวงจันทร์ยูโรปาซะอย่างงั้น ส่วนสาเหตุว่าทำไมมันจึงไปอยู่บนนั้น ก็เป็นไปได้ว่าในอดีต ผลจากการที่โลกของเราเคยถูกดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางปะทะเข้าใส่ ก็อาจทำให้เนื้อสารของโลกบางส่วนหลุดกระเด็นออกสู่อวกาศ และสิ่งมีชีวิตบนโลกก็ติดอยู่กับเนื้อสารนั่นด้วย! แม้การเดินทางในอวกาศของวัตถุเหล่านี้จะยากที่จะสามารถเดินทางมาถึงระบบดาวพฤหัสบดีได้ รวมถึงความเป็นไปได้ที่สิ่งมีชีวิตในนั้นจะอยู่รอด แต่หากว่าทุกอย่างลงตัวด้วยความบังเอิญ (คือต้องโชคดีแบบสุดๆ) ก็เป็นว่าที่สิ่งมีชีวิตตัวน้อยจากโลกของเรานั้น จะเดินทางไปถึงพื้นผิวของดวงจันทร์ยูโรปา กระบวนการเกิดชีวิตในลักษณะนี้เราจะเรียกว่า ‘ลิธโธแพนสเปอร์เมีย’ (Lithopanspermia) ที่ชีวิตในหินจากดาวเคราะห์ดวงหนึ่งๆจะเดินทางไปมาหากันอยู่ภายในระบบดาวเคราะห์ หรือแม้แต่ในอวกาศระหว่างดวงดาวได้ ปัจจุบันก็เริ่มมีการทดลองสมมติฐานนี้แล้ว

สำหรับแผนการไปสำรวจดวงจันทร์ยูโรปาที่จะเกิดขึ้นในเร็วๆนี้มีชื่อว่า ‘ยูโรปาแลนเดอร์’ (Europa Lander) หากได้รับทุนสนับสนุนก็คาดว่าภารกิจวิทยาศาสตร์เชิงยุทธศาสตร์สุดยิ่งใหญ่นี้ จะเปิดตัวภายในช่วงปลายทศวรรษที่ 2020 โดยเบื้องต้นจะทำการส่งยานอวกาศ ‘ยูโรปา คลิปเปอร์’ (Europa Clipper) นำไปก่อนเพื่อทำการศึกษาสถานที่ และวิเคราะห์สภาพพื้นผิว ก่อนที่ยานลงจอดจะตามไปหลังจากนั้น

แหล่งอ่างอิง

  1. The Curious Idea of Jovian Life
  2. Alternative energy sources could support life on Europa
  3. Bacterial explanation for Europa’s rosy glow
  4. Europa’s Ocean May Have An Earthlike Chemical Balance
  5. Transport Rates of Radiolytic Substances into Europa’s Ocean: Implications for the Potential Origin and Maintenance of Life
SCIWAYS
SCIWAYS
นักเดินทางข้ามกาลเวลา: ผมสนใจเรื่องราววิธีการทำงานของธรรมชาติเป็นอย่างยิ่ง อยากรู้ว่าจักรวาลกำเนิดขึ้นมาได้อย่างไร แล้วทำไมเราถึงมาอยู่ที่นี่
0 0 โหวต
คะแนนบทความ
guest
0 Comments
การตอบกลับแบบอินไลน์
ดูความคิดเห็นทั้งหมด
Facebook
0
ร่วมแสดงความคิดเห็นx
()
x
กลับสู่บนสุด