เพชรจากอวกาศ ก่อตัวบนดาวเคราะห์แรกเริ่ม - National Geographic Thailand

เพชรจากอวกาศ ก่อตัวบนดาวเคราะห์แรกเริ่ม

เพชรจากอวกาศ ก่อตัวบนดาวเคราะห์แรกเริ่ม

เพชรภายในอุกกาบาตที่ตกลงมาบนโลกได้บรรจุเศษซากของดาวเคราะห์ดวงแรกเริ่มที่เคยโคจรอยู่เมื่อหลายพันล้านปีก่อนที่จะสูญสลายไปจากการปะทะอันรุนแรง

หากมนุษย์สามารถย้อนเวลากลับไปในช่วง 10 ล้านปีแรกของจักรวาลได้ ระบบสุริยะจักรวาลที่เราเรียกว่าบ้านนี้จะมีหน้าตาไม่เหมือนกับที่เห็นในปัจจุบัน ดาวหลายดวงยังคงเป็นแค่กลุ่มแก๊ส และมีเพียงก้อนหินขนาดเท่าดาวพุธหรือดาวอังคารที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ในวัยเยาว์

ในที่สุดแล้ววัตถุที่ล่องลอยในอวกาศจะเผชิญกับการปะทะครั้งใหญ่ และแตกตัวกระจัดกระจายไปทั่วระบบสุริยะจักรวาล ชิ้นส่วนเศษซากของดาวโบราณเหล่านั้นก่อตัวมาเป็นดาวเคราะห์ทั้ง 8 ดวงดังที่เราคุ้นเคยกันดีในปัจจุบัน อย่างไรก็ตามหลักฐานยืนยันการมีอยู่จริงของดาวเคราะห์ในอดีตเหล่านี้เป็นเรื่องยากมาก แต่ผลการศึกษาล่าสุดที่เผยแพร่ลงใน Nature Communications เผยว่าเพชรที่ติดมากับอุกกาบาตได้บรรจุหลักฐานของโลกโบราณเอาไว้ภายใน

 

พวกเขาพบมันได้อย่างไร?

“ปกติแล้วเราใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศในการศึกษาจักรวาล แต่การศึกษาอดีตของมันเป็นเรื่องที่ต่างออกไป เราจึงต้องใช้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน” Farhang Nabiei หนึ่งในผู้ร่วมวิจัยจาก École Polytechnique Fédérale de Lausanne สถาบันวิจัยในสวิสเซอร์แลนด์กล่าว

Nabiei เริ่มต้นงานวิจัยครั้งนี้ด้วยการศึกษาตัวอย่างของชิ้นส่วนอุกกาบาตยูเรไลต์ (Ureilites) ซึ่งเป็นอุกกาบาตชนิดหายากที่สุดที่ตกลงในทะเลทราย Nubian ของซูดานเมื่อปี 2008 อุกกาบาตลูกดังกล่าวประกอบด้วยเพชรขนาดเล็กๆ จำนวนมาก ซึ่งทีมนักวิจัยระบุว่าหินอุกกาบาตทำหน้าที่เป็นเปลือกหุ้มแร่ธาตุสำคัญภายในอย่างดี ซึ่งช่วยให้มันต้านทานแรงกดดันอื่นๆ ในอวกาศได้ และล่าสุดเมื่อเดือนที่ผ่านมาพวกเขาพบแร่ธาตุที่ไม่เคยพบเจอมาก่อน

ข้อมูลที่ได้จากกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแสดงให้เห็นว่าภายในเพชรที่มาจากนอกโลกนี้ประกอบไปด้วยแร่เหล็กและกำมะถันพิเศษที่เกิดขึ้นจากความดันมากกว่า 20 กิกะปาสกาล (หน่วยวัดความดันชนิดหนึ่ง) เปรียบเทียบให้เข้าใจ เมื่อมนุษย์ทั่วไปก้าวเดินจะออกแรงดันราว 14,000 ปาสกาล และในหนึ่งกิกะปาสกาลนั้นประกอบด้วย 1 พันล้านปาสกาล

“นี่เป็นครั้งแรกที่เราพบเพชรที่เกิดขึ้นจากนอกโลก” Nabiei กล่าว

 

การค้นพบนี้สำคัญยังไง?

รายงานจากทีมวิจัย เพชรที่พวกเขาพบนั้นสามารถก่อตัวได้ในเฉพาะสถานที่ที่มีความดันอันมหาศาล เช่นในดาวเคราะห์ นั่นนทำให้เกิดข้อสันนิษฐานตามมาว่ามันอาจเกิดขึ้นจากดาวเคราะห์แรกเริ่มในระบบสุริยะจักรวาลของเรา

“การค้นพบครั้งนี้พิสูจน์ถึงทฤษฎีโปรโตแพลเนต (protoplanet) ซึ่งอธิบายถึงการกำเนิดระบบสุริยจักรวาล” Nabiei กล่าว

ในจำนวนอุกกาบาตที่ศึกษาวิจัยกันมา มีจำนวน 480 ลูกที่นิยามว่าเป็นอุกกาบาตยูเรไลต์ ซึ่ง Nabiei วางแผนที่จะศึกษาพวกมันต่อเพิ่มเติมในการทำความเข้าใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์ของจักรวาล “ยูเรไลต์เป็นตัวอย่างที่ดีในการศึกษาการก่อตัวของจักรวาล และวิวัฒนาการของดวงดาวในช่วงแรกเริ่ม” เขากล่าว

ทั้งนี้ทฤษฎีโปรโตแพลเนตกล่าวว่า สสารที่เป็นต้นกำเนิดของดวงอาทิตย์และดวเคราะห์อื่นๆ ในจักรวาลของเราคือกลุ่มเนบิวลาที่ประกอบด้วยแก๊สและฝุ่นในท้องฟ้า ต่อมาเกิดการหดตัวจากแรงดึงดูดของมวลตัวเอง ฝุ่นละอองและแก๊สถูกดึงเข้าสู่จุดศูนย์กลางและบีบอัดเป็นดวงอาทิตย์ สสารที่แยกตัวออกมาหมุนวนรอบๆ และรวมกลุ่มกันจนกลายเป็นดาวเคราะห์ต่างๆ ตามมา

เรื่อง ซาราห์ กิบเบ็นส์

 

อ่านเพิ่มเติม

มรดกภารกิจ แคสซีนี-ไฮเกนส์

เรื่องแนะนำ

การเกิดผลและเมล็ด : โครงสร้างของผลและเมล็ด

การเกิด ผลและเมล็ด เป็นกระบวนการของพืชสำหรับขยายพันธุ์เป็นต้นใหม่ต่อไป เมื่อสิ้นสุดกระบวนการปฏิสนธิของพืช กระบวนการต่อไปคือ การเกิด ผลและเมล็ด รังไข่ภายในเกสรตัวเมียจะเจริญกลายเป็นผล (fruit) ส่วนผนังรังไข่จะเปลี่ยนเป็นเพริคาร์ป (pericarp) ซึ่งมีลักษณะหรือรูปร่างแตกต่างกันไป เพอริคาร์ปประกอบด้วยเนื้อเยื่อ 3 ชั้น ได้แก่ เอ็กโซคาร์ป (Exocarp) มีโซคาร์ป (Mesocarp) และเอนโดคาร์ป (Endocarp) เอ็กโซคาร์ป (exocarp) เป็นชั้นนอกสุดของผลที่มักเรียกว่าเปลือก โดยทั่วไปประกอบด้วยเนื้อเยื่อเอพิเดอร์มิส (Epidermis) เพียงชั้นเดียว แต่มีผลไม้บางชนิดที่เอกโซคาร์ประกอบด้วยเนื้อเยื่อหลายชั้นและอาจมีปากใบด้วย เอกโซคาร์ปของพืชแต่ละชนิดอาจมีพื้นผิวที่มีความเฉพาะ เช่น เรียบเหนียวเป็นมัน ขรุขระ หรืออาจมีหนาม มีขน หรือต่อมน้ำมัน มีโซคาร์ป (mesocarp) เป็นชั้นกลางถัดจากเอกโซคาร์ปเข้ามา ผลบางชนิดนั้นมีโซคาร์ปหนา บางชนิดบางมาก มีโซคาร์ปของผลบางชนิดเป็นเนื้ออ่อนนุ่มใช้รับประทานได้ เอนโดคาร์ป (endocarp) เป็นชั้นในสุดของเพอริคาร์ป ประกอบด้วยเนื้อเยื่อที่มีความหนาชั้นเดียวหรือหลายชั้นจนมีลักษณะหนามาก บางชนิดเป็นเนื้อนุ่มใช้รับประทานได้ ผลของพืชบางชนิดมีเพอริคาร์ปเชื่อมติดกันจนแยกไม่ออก เช่น ข้าวโพด ถั่วเขียว ถั่วเหลือง บางชนิด ส่วนเอกโซคาร์ปและมีโซคาร์ปเชื่อมติดกันหรือแยกกันไม่เด่นชัด เช่น […]

แร่และหิน (Minerals and Rocks)

แร่และหิน เป็นทรัพยากรธรรมชาติที่นำมาประยุตก์ใช้ในงานอุตสาหกรรมในวงกว้าง และสร้างมูลค่าทางเศรษฐกิจให้กับหลายประเทศ แร่ (Minerals) คือ ธาตุหรือสารประกอบอนินทรีย์ (Inorganic Compound) ที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ ประกอบด้วยอะตอมของธาตุตั้งแต่ 1 ชนิดขึ้นไป มีโครงสร้างภายในเป็นผลึก จึงมีสถานะเป็นของแข็ง อีกทั้งยังมีองค์ประกอบทางกายภาพและทางเคมีที่ค่อนข้างเสถียรและแน่นอน ซึ่งส่งผลให้แร่มีคุณสมบัติเฉพาะตัวที่เปลี่ยนแปลงได้อย่างจำกัด คุณสมบัติทางกายภาพของแร่ ผลึก (Crystal) คือ โครงสร้างทางกายภาพที่เป็นผลมาจากการจัดเรียงตัวของอะตอมหรือโมเลกุลของธาตุที่ประกอบอยู่ภายในแร่ต่าง ๆ เกิดเป็นรูปทรงสามมิติที่มีระนาบ มีสมมาตร และมีการจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบ แร่บางชนิดประกอบขึ้นจากธาตุชนิดเดียวกัน แต่มีรูปทรงผลึกแตกต่างกันออกไป เช่น เพชร (Diamond) และกราไฟต์ (Graphite) แนวแตกเรียบ (Clevage) คือ รอยแตกระนาบที่เรียบไปตามโครงสร้างอะตอมในผลึกแร่ โดยทั่วไปรอยแตกนี้จะขนานไปตามผิวหน้าของแร่ รอยแตก (Fracture) คือ รอยแตกที่ไม่สม่ำเสมอหรือมีทิศทางไม่แน่นอนบนผิวของแร่ ความถ่วงจำเพาะ (Specific Gravity) คือ อัตราส่วนระหว่างน้ำหนักของสสารต่อน้ำหนักของน้ำ ณ อุณหภูมิหนึ่ง โดยทั่วไป แร่โลหะจะมีความถ่วงจำเพาะมากกว่าแร่อโลหะ ความแข็ง (Hardness) คือ ความแข็งแรงทนทานต่อแรงกระทำจากภายนอกของแร่ […]

วิทยาศาสตร์เบื้องหลัง “ สตาร์ วอร์ ” ที่เป็นแรงบันดาลใจในการเรียนรู้

เรื่องราวจากกาแลกซีอันไกลโพ้น แม้นานมาแล้ว สตาร์ วอร์ส ยังคงสร้างแรงบันดาลใจในการเรียนรู้วิทยาศาสตร์แก่แฟนหนังอยู่เสมอ เรื่องราวจากกาแลกซีอันไกลโพ้นเต็มไปด้วยจินตนาการทางวิทยาศาสตร์ล้ำสมัยมากมายซึ่งสร้างแรงบันดาลใจในการเรียนรู้ให้แก่แฟนหนังอยู่เสมอ คุณ Elizabeth Holm นักวัสดุศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยคาร์เนกีเมลลอนกล่าวว่า “ฉันคิดว่านักวิทยาศาสตร์หลายๆ คนได้ความรู้สึกจากตัวหนังว่า มันก็เป็นไปได้นะ และมันทำให้ฉันจินตนาการถึงอนาคตมากกว่าปัจจุบันอีกด้วย” สตาร์ วอร์สร้างแรงบันดาลใจในการเรียนรู้ทางวิทยาศาสตร์ไว้อย่างไร สามารถอ่านได้ที่นี่ จุดจบของดาวมรณะ “ดาวมรณะ” หรือ “เดธสตาร์” (Death Star) นั้นไม่ใช่ดวงจันทร์แต่เป็นสุดยอดขีปนาวุธของจักรวรรดิกาแลกติกที่มีประสิทธิภาพการทำลายล้างสูง ไม่สมดุลกับความทนทาน คุณกาย วอล์คเกอร์ (Guy Walker) อาจารย์วิศวกรรมโยธาแห่งมหาวิทยาลัยแฮเรียต-วัตต์ ประเทศสก็อตแลนด์ และคณะของเขา ทำการศึกษาคู่มือโมเดลทางเทคนิคของเดธสตาร์และหาข้อบกพร่องของดาวมรณะโดยจำกัดเวลาเพียงสี่วัน ซึ่งเทียบเท่ากับเวลากับที่พันธมิตรกบฏ (Rebel Alliance) ใช้ในการวางแผน การวิเคราะห์ด้วยกรอบวิธี “Work domain analysis” ทำให้คุณกายและคณะสามารถยืนยันถึงความบกพร่องทางวิศวกรรมในช่องระบายความร้อนของดาวมรณะได้ นอกจากนั้นยังมีจุดอ่อนอื่นๆ เช่นระบบรักษาความปลอดภัยของระบบแรงโน้มถ่วงที่มีระดับต่ำและความอ่อนไหวต่อการโจมตีทางชีวภาพของดาว การวิจัยมีผลสรุปว่ากลวิธีที่มีประสิทธิภาพในการทำลายดาวมรณะที่สุดคือ “การใช้ อาร์ทูดีทู (R2-D2) สอดแทรกไวรัสคอมพิวเตอร์ไปในเครือข่ายของเดธสตาร์” ซึ่งอาจฟังดูไม่น่าตื่นเต้นเท่าในหนังเท่าไหร่ การแพทย์ในกาแลกซีอันไกลโพ้น สงครามในกาแลกซีอันไกลโพ้นเต็มไปด้วยอันตรายจากอาวุธนานาชนิดทั้งปืนเลเซอร์และกระบี่แสง การมีชีวิตรอดจึงต้องพึ่งพาการแพทย์และระบบดูแลสุขภาพที่มีประสิทธิภาพและล้ำสมัยอย่างแขนกลของลุค สกายวอล์คเกอร์ (Luke […]

อาร์โทรโพดา (Arthropoda)

สัตว์ขาข้อ หรือ อาร์โทรโพดา จัดเป็นกลุ่มสัตว์ที่มีความหลากหลายทางชนิดพันธุ์มากที่สุดในโลก อาร์โทรโพดา (Arthropoda) คือหนึ่งในเก้าหมวด หรือไฟลัม (Phylum) ของอาณาจักรสัตว์ (Kingdom Animalia) ในการจัดจำแนกสิ่งมีชีวิตตามหลักอนุกรมวิธานวิทยา (Taxonomy) โดยสัตว์ในไฟลัมอาร์โทรโพดา คือกลุ่มของสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลัง (Invertebrate) ที่ถูกเรียกรวมกันว่า สัตว์ขาข้อ (Arthropod) เช่น แมงดาทะเล แมงมุม เห็บ กุ้ง ปู กิ้งกือ ตะขาบ และแมลงต่าง ๆ ซึ่งไฟลัมอาร์โทรโพดายังเป็นกลุ่มของสัตว์ที่มีความหลากหลายทางชนิดพันธุ์สูงสุดในโลก จากความสามารถในการปรับตัวให้เข้ากับสภาพแวดล้อมที่เปลี่ยนแปลงไปของโลกได้อย่างยอดเยี่ยม และในปัจจุบันมีการค้นพบสัตว์ขาข้อเหล่านี้มากกว่า 1.2 ล้านชนิด หรือคิดเป็นร้อยละ 80 ของสิ่งมีชีวิตในอาณาจักรสัตว์ทั้งหมด คำว่า “อาร์โทร” (Arthron) แปลว่า “ข้อต่อ” และ “พอโดส” (Podos) แปลว่า “เท้า” ในภาษากรีก ลักษณะสำคัญของสัตว์ในไฟลัม อาร์โทรโพดา  มีรูปร่างสมมาตรแบบครึ่งซีกหรือสมมาตรแบบซ้ายขวา (Bilateral symmetry)   มีลำตัวเป็นข้อปล้อง ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็น 3 […]