“หรือเรากำลังจะได้เห็นสิ่งมีชีวิตต่างดาว”
เมื่อการสังเกตการณ์ใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ได้ให้หลักฐานที่ชัดเจนที่สุดว่าดาวเคราะห์นอกระบบดวงหนึ่ง อาจมีสิ่งมีชีวิตอยู่ภายใต้ชั้นบรรยากาศไฮโดรเจน แต่จะยืนยันได้ พวกเขาต้องตอบคำถาม 3 ข้อให้ได้ก่อน
สิ่งมีชีวิตต่างดาวเป็นสิ่งที่คนทั่วไปรวมถึงนักวิทยาศาสตร์หลายคนเฝ้ามองหากันมาอย่างยาวนาน ตั้งแต่สิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวไปจนถึงอารยธรรมที่ก้าวหน้า ทั้งในด้านสัญญาณลายเซ็นทางเคมีที่สะท้อนมาจากคลื่นแสงไปจนถึงสัญญาณวิทยุของเทคโนโลยีขั้นสูง
จากความเงียบงันในจักรวาลที่มืดมิด แต่แล้วจู่ ๆ ก็มีสัญญาณหนึ่งดังขึ้นมาราวกับว่ามันพยายามจะตะโกนบอกให้ผู้ที่มองหาได้รับรู้ว่า ‘ฉันอยู่ตรงนี้’ นั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้นในรายงานล่าสุดซึ่งเผยแพร่บนวารสาร The Astrophysical Journal Letters
“นี่เป็นสัญญาณแรกที่เราเห็นเกี่ยวกับโลกต่างดาวที่อาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่” นิคคู มาธูสุดัน (Nikku Madhusudhan) ศาสตราจารย์แห่งสถาบันดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ กล่าว
แต่บรรดานักวิจัยคนอื่น ๆ กำลังโต้แย้งว่าเราควรตีความข้อมูลนี้อย่างระมัดระวัง และจำเป็นต้องใช้ได้รับการพิสูจน์โดยทีมวิจัยอื่น ๆ ที่เป็นอิสระต่อกันอย่างละเอียดอีกคัร้ง พร้อมกับค่อย ๆ ตัดคำอธิบายอื่น ๆ ที่อาจเป็นไปได้ เพื่อจะยืนยันสิ่งที่ค้นพบได้จริง ๆ แต่ในตอนนี้พวกเขาพูดอย่างชัดเจนว่า ‘เรายังไม่เจอเอเลี่ยนใด ๆ’
ห่างออกไป 124 ปีแสง
ในปี 2015 นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงหนึ่ง มันเป็นดาวที่ตั้งอยู่ในโซนที่เรียกกันว่า ‘ขอบเขตที่อาศัยอยู่ได้’ หรือ habitable zone ซึ่งก็คือ เป็นขอบเขตที่น้ำบนดาวเคราะห์สามารถดำรงอยู่ในสถานะของเหลวได้
พวกเขาตั้งชื่อให้มันว่า K2-18b ดาวเคราะห์นอกระบบดวงนี้มีมวลมากกว่าโลกประมาณ 8 เท่าและอยู่ห่างจากเราราว 124 ปีแสง การสังเกตการณ์เพิ่มเติมในปี 2019 ได้เผยความน่าทึ่งของมันให้เห็นเพิ่มเติมว่าดาวดวงนี้มีไอน้ำ ซึ่งนำไปสู่ข้อเสนอแนะว่า K2-18b อาจปกคลุมไปด้วยมหาสมุทรที่อยู่ใต้ชั้นบรรยากาศไฮโดรเจนที่หนาแน่น อย่างไรก็ตามนักวิจัยบางคนยังไม่เห็นด้วย
ต่อมาในปี 2023 มาธูสุดัน และเพื่อนร่วมงานของเราได้ใช้เครื่องมือบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) เพื่อดูชั้นบรรยากาศของ K2-18b ในช่วงคลื่นแสงอินฟราเรดใกล้ ซึ่งยืนยันถึงการมีอยู่ของไอน้ำ แต่พวกเขายังพบลายเซ็นทางเคมีอื่น ๆ ด้วยเช่นคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทน
แต่สิ่งที่พิเศษก็คือทีมวิจัยพบสัญญาณของ ไดเมทิลซัลไฟด์ (dimethyl sulphide; DMS) ซึ่งสำหรับบนโลกแล้ว โมเลกุลชนิดนี้เกิดขึ้นได้จากกระบวนการของสิ่งมีชีวิตเท่านั้น (แพลงก์ตอนพืชในทะเล) ทว่าสัญญาณในตอนนั้นยังคงอ่อนอยู่ นักดาราศาสตร์หลายคนจึงแย้งว่าจำเป็นต้องมีหลักฐานที่แข็งแกร่งกว่านี้เพื่อยืนยัน
และในตอนนี้ มาธูสุดัน ได้ใช้กล้องอินฟราเรดระยะกลางของเจมส์ เวบบ์ อีกครั้ง พร้อมกับระบุอย่างชัดเจนว่าพวกเขาพบสัญญาณของ DMS ที่แรงกว่าครั้งก่อนมาก รวมถึงโมเลกุลที่เกี่ยวข้องอีกตัวนั่นคือ ไดเมทิลไดซัลไฟด์ (dimethyl disulphide; DMDS) ซึ่งก็สร้างขึ้นโดยสิ่งมีชีวิตเช่นกันสำหรับบนโลก
“สิ่งที่เรากำลังค้นพบคือหลักฐานอิสระในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างกันด้วยเครื่องมือที่แตกต่างกัน ของกิจกรรมทางชีวภาพที่เป็นไปได้บนโลก” มาธูสุดัน กกล่าว “สัญญาณนั้นส่งมาได้อย่างชัดเจนและเข้มข้น”
สร้าง DMS
เพื่อให้เห็นภาพอย่างง่าย ๆ ของกระบวนการสร้าง DMS และ DMDS บนโลก เมื่อสิ่งมีชีวิตต่าง ๆ ในมหาสมุทรตายลง มันจะถูกย่อยสลายโดยแบคทีเรียซึ่งจะได้ผลพลอยได้เป็น ไดเมทิลซัลโฟนิโอพรอพิโอเนต (Dimethylsulfoniopropionate; DMSP) ขณะเดียวกันสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวอื่น ๆ ก็สามารถสร้างได้เช่นกัน
โมเลกุลดังกล่าวจะถูกย่อยสลายต่อไปด้วยเอนไซม์ในสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวจำนวนมากที่ชื่อ DMSP-lyase ซึ่งจะแยกออกมาเป็น DMS และกรดอะคริลิก ต่อมา DMS นี้จะลอยขึ้นสู่อากาศและถูฏออกซิไดซ์ (สูญเสียอิเล็กตรอน) โดยสารออกซิแดนต์ในบรรยากาศ เช่น NO₃ และ O₃
ในท้ายที่สุดมันจะกลายเป็น ซัลเฟตแอโรซอล (sulfate aerosols) ซึ่งมีคุณสมบัติช่วยให้เมฆก่อตัวได้ เราจึงเป็นเมฆบนโลกอย่างชัดเจน เมื่อคำนวณแล้วทีมงานอ้างว่า DMS และ DMDS บนดาว K2-18b นั้นมีอยู่ในระดับ 10 ส่วนต่อล้านส่วน ซึ่งมากกว่าความเข้มข้นบนชั้นบรรยากาศโลกหลายพันเท่า
สิ่งนี้อาจบ่งชี้ถึงกิจกรรมทางชีวภาพในปริมาณที่มากกว่าบนโลกอย่างมาก แต่ทว่าการพิสูจน์ว่ามันมาจาก ‘สิ่งมีชีวิตจริง ๆ’ นั้นเป็นอีกเรื่อง
“เราต้องระมัดระวังอย่างยิ่ง” มาธูสุดัน บอก “ขอให้ผมได้ชี้แจ้งให้ชัดเจนเกี่ยวกับเรื่องนี้ ในตอนนี้เราไม่สามารถอ้างได้ แม้ว่าเราจะตรวจพบ DMS และ DMDS ก็ตามว่าสิ่งนั้นมาจากสิ่งมีชีวิต แต่หากคุณใช้การศึกษาที่ตีพิมพ์ไปแล้ว(เกี่ยวกับการสร้าง DMS) ก็ไม่มีกลไกใดที่จะอธิบายสิ่งที่เราเห็นโดยไม่มีสิ่งมีชีวิตได้”
คำถาม 3 ข้อ
กล่าวโดยสรุปอีกครั้ง นักวิทยาศาสตร์พบสัญญาณโมเลกุล DMS และ DMDS บนดาวเคราะห์นอกระบบ K2-18b ซึ่งบนโลกนั้นถูกสร้างจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่สำหรับบน K2-18b แล้วพวกเขายังไม่แน่ใจว่ามันเกิดจากสิ่งมีชีวิตจริง ๆ หรือไม่ และยังต้องยืนยันต่อไปว่ามีการค้นพบ DMS และ DMDS โดยทีมวิจัยอื่น ๆ เพิ่มเติม
ซารา ซีเกอร์ (Sara Seager) จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์กล่าวว่า เพื่อจะพิสูจน์ว่าสัญญาณนั้นเป็นสัญญาณที่มาจากกระบวนการทางชีวภาพจริง ๆ เราจำเป็นจะต้องตอบคำถาม 3 ข้อให้ได้ก่อน 2 คำถามแรกคือ ‘สัญญาณนั้นเป็นของจริงหรือไม่?’ และ ‘โมเลกุลเป็นสาเหตุของ DMS หรือไม่?’
การยืนยันสองคำถามแรกนี้ต้องใช้กลุ่มวิจัยอื่น ๆ ที่เป็นอิสระต่อกัน และยังต้องใช้ข้อมูลที่มีคุณภาพสูงจากการสังเกตการณ์ของ JWST ใหม่ ๆ ด้วย ซึ่งไม่ใช่เรื่องที่ง่ายเลย เนื่องจากมันเต็มไปด้วยข้อมูลพื้นหลังที่คอยรบกวนอยู่เป็นจำนวนมาก นักดาราศาสตร์จำเป็นต้องตัดพวกมันออกไป และนำไปตรวจสอบอีกครั้ง
“หากกลุ่มอื่น ๆ ไม่กี่กลุ่มพบว่าการตรวจพบ (DMS) ที่อยู่ในระดับซิกม่า 3 นั้นสามารถรับมือกับการทดสอบสมมติฐานต่าง ๆ ในระหว่างกระบวนการลดข้อมูลรบกวนนั้นได้ นั่นก็จะยิ่งน่าเชื่อถือมากขึ้น” นิโคลัส โวแกน (Nicholas Wogan) จากศูนย์วิจัยนาซาเอเมส กล่าว
แต่คำถามที่ 3 นั้นยากยิ่งกว่านั่นคือ DMS นั้นสามารถเกิดขึ้นจากแหล่งที่ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตได้หรือไม่? หรือจำเป็นต้องมาจากสิ่งมีชีวิตจริง ๆ เท่านั้น แม้บนโลกมันจะเกิดจากสิ่งมีชีวิตเท่านั้น แต่ K2-18b ไม่ใช่โลก มันอาจมีสภาพแวดล้อมที่แตกต่างไปและอาจมีปัจจัยตามธรรมชาติบางอย่างที่เรายังไม่รู้อยู่บนดวงดาว ซึ่งอาจเป็นสาเหตุของ DMS ก็ได้
“ดาวเคราะห์จะสร้างก๊าซชีวภาพที่มีศักยภาพได้ก็ต่อเมื่อตอบคำถาม 2 ข้อแรกได้อย่างมั่นใจเท่านั้น และอาจคงอยู่อย่างนั้นเป็นเวลานานหลายทศวรรษ เนื่องจากไม่สามารถตอบคำถามข้อที่ 3 ได้อย่างสมบูรณ์ด้วยข้อมูลที่ดาวเคราะห์นอกระบบมีให้อย่างจำกัด” ซีเกอร์ กล่าว
แม้ว่าการวิเคราะห์และการยืนยันโดยอิสระจะเกิดขึ้นจริงในอีกไม่กี่สัปดาห์หรือเดือนข้างหน้า และการสังเกตการณ์เพิ่มเติมจากเจมส์ เวบบ์ ก็อาจเกิดขึ้นไปอีหลายปี แต่การถกเถียงเกี่ยวกับสิ่งที่ทำให้เกิด DMS นั้นจะยืดเยื้อไปอีกนานแน่นอน เพราะไม่มีใครสามารถลงไปสำรวจ K2-18b ได้อย่างแท้จริง
“ยังไม่มีการศึกษาเรื่องนี้จริง ๆ สำหรับ DMS ในชั้นบรรยากาศที่มีไฮโดรเจนสูง เราไม่รู้อะไรเกี่ยวกับมันมากนัก คงต้องทำงานอีกมาก” โวแกน เสริม
ในการค้นพบโมเลกุลที่บ่งบอกสัญญาณของสิ่งมีชีวิตที่ผ่านมาเองก็ยังติดขัดอยู่ในคำถามเหล่านี้แม้จะผ่านมาหลายปีแล้วก็ตาม เช่นปี 2020 ที่พบฟอสฟีนในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ แต่ตอนนี้ก็ยังเป็นที่ถกเถียงอยู่ หรือจะย้อนกลับไปไกลกว่านั้นในปี 2004 ที่ค้นพบก๊าซมีเทนบนดาวอังคาร แต่ท้ายที่สุดยานสำรวจก็ไม่สามารถตรวจจับได้ในระดับที่มีนัยสำคัญ อย่างไรก็ตาม มาธูสุดัน กล่าวว่าการค้นพบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง ไม่ว่ามันจะมาจากสิ่งมีชีวิตหรือไม่ก็ตาม
“นี่เป็นช่วงเวลาแห่งการปฎิวัติวงการ ทั้งสำหรับผมในฐานะนักดาราศาสตร์และสำหรับเผ่าพันธุ์ของเราด้วย” เขาบอก “นั่นคือเราสามารถพัฒนาจากสิ่งมีชีวิตเซลล์เดียวเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ไปสู่อารยธรรมที่มีเทคโนโลยีขั้นสูงซึ่งสามารถมองทะลุชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงอื่น และค้นพบหลักฐานทางกิจกรรมชีวภาพที่เป็นไปได้”
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
อ่านเพิ่มเติม : นาซ่าพบข้อมูลใหม่ อาจมี ‘สิ่งมีชีวิต’ บนดาวยูเรนัส
