นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบสารประกอบอินทรีย์ผุดจากมหาสมุทรใต้พื้นผิวของดวงจันทร์เอนเซลาดัส

Share

นักวิทยาศาสตร์ได้เปิดเผยข้อมูลการสำรวจดวงจันทร์น้ำแข็งของดาวเสาร์โดยยานแคสสินีขององค์การ NASA ว่ามีการพบโมเลกุลสารอินทรีย์ในอวกาศที่มาจากดวงจันทร์เอนเซลาดัส ซึ่งมีขนาดใหญ่และมีโครงสร้างซับซ้อนกว่าโมเลกุลสารอินทรีย์ที่เคยตรวจพบจากดวงจันทร์ดวงนี้ การค้นพบนี้ช่วยสนับสนุนแนวความคิดที่ว่าดวงจันทร์เอนเซลาดัสมีสภาพเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต

รูปที่ 1 ภาพจินตนาการแสดงยานแคสสินี ขณะกำลังเข้าใกล้ดวงจันทร์เอนเซลาดัสที่มีพวยพุพ่นไอน้ำและละอองน้ำแข็งออกสู่อวกาศ [Credit ภาพ: NASA/JPL-Caltech]

 

รูปที่ 2 แผนภาพแสดงปล่องน้ำร้อนใต้สมุทร (Hydrothermal vent) ที่พื้นมหาสมุทรใต้พื้นผิวดวงจันทร์เอนเซลาดัส ซึ่งเปลือกน้ำแข็งเหนือขึ้นมามีรอยแตกที่มีพวยพุของไอน้ำและน้ำแข็งออกสู่อวกาศ [Credit ภาพ: NASA/JPL-Caltech/SwRI]

 

ลักษณะทางธรณีวิทยาบนดวงจันทร์เอนเซลาดัสอย่างปล่องน้ำร้อนใต้สมุทร (Hydrothermal vent) บนดวงจันทร์จะช่วยผสมสารจากภายในตัวดวงจันทร์ กับน้ำในมหาสมุทรใต้พื้นผิวดาว ก่อนที่ของผสมเหล่านี้จะถูกพ่นออกสู่อวกาศในรูปของไอน้ำและอนุภาคน้ำแข็ง โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Frank Postberg กับ Nozair Khawaja จากมหาวิทยาลัยไฮเดิลแบร์คในเยอรมนี ได้ใช้ข้อมูลจากยานแคสสินีทำการศึกษาน้ำแข็งของของผสมที่ถูกพ่นออกมา จนตรวจพบโมเลกุลสารประกอบอินทรีย์ขนาดใหญ่ และรายงานผลการวิจัยในวารสารการวิจัยทางวิทยาศาสตร์ Nature เมื่อวันที่ 27 กรกฎาคม ค.ศ.2018

 

ก่อนหน้านี้ ยานแคสสินีเคยตรวจพบโมเลกุลสารประกอบอินทรีย์ที่มีขนาดค่อนข้างเล็กมาโดยตลอด ขณะที่พวกโมเลกุลที่ซับซ้อนขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยอะตอมหลายร้อยอะตอมนั้นพบได้ยากในอวกาศ ดังนั้น การตรวจพบโมเลกุลสารอินทรีย์ขนาดใหญ่ พร้อมโมเลกุลน้ำและกิจกรรมทางธรรมชาติจากปล่องน้ำร้อนใต้สมุทร จึงสนับสนุนสมมติฐานว่ามหาสมุทรของดวงจันทร์เอนเซฃลาดัสอาจมีสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต

 

รูปที่ 3 ภาพแสดงห้วงอวกาศเหนือพวยพุของไอน้ำและน้ำแข็งบนดวงจันทร์เอนเซลาดัส ที่ยานแคสสินีสามารถตรวจพบโมเลกุลของเมทานอลจากการตรวจพบสเปกตรัมของสารชนิดนี้ ในปี ค.ศ.2017 เมทานอลเป็นสารอินทรีย์ที่มีโมเลกุลขนาดเล็ก ประกอบจากอะตอมเพียงไม่กี่อะตอม และสามารถเกิดจากการย่อยสลายอาหารแบบไม่ใช้ออกซิเจนของแบคทีเรีย [Credit ภาพ: Royal Astronomical Society]

 

พวกโมเลกุลขนาดใหญ่จะก่อตัวขึ้นจากกระบวนการทางเคมีที่ซับซ้อน (รวมถึงกระบวนจากที่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิต) หรือมาจากวัสดุดั้งเดิมตามอุกกาบาต ในกรณีของดวงจันทร์เอนเซลาดัสนั้น ดูเหมือนว่าโมเลกุลสารอินทรีย์ขนาดใหญ่จะมาจากกระบวนการทางเคมีซับซ้อนในแก่นกลางของดาว และขับเคลื่อนกระบวนการภายใต้สภาวะความดันสูงและอุณหภูมิที่อุ่นของปล่องน้ำร้อนใต้สมุทร

 

สารอินทรีย์ที่ปล่อยมาจากภายในตัวดวงจันทร์ ผ่านปล่องน้ำร้อนใต้สมุทรสู่ชั้นมหาสมุทรใต้พื้นผิวดาว ซึ่งพวกปล่องน้ำร้อนใต้สมุทรก็สามารถพบได้บนโลกเช่นกัน และนักวิทยาศาสตร์ได้ศึกษาในฐานะสภาพแวดล้อมที่อาจเอื้อต่อการปรากฏขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนโลก

 

รูปที่ 4 ภาพถ่ายปล่องน้ำร้อนใต้สมุทรบนโลก [Credit ภาพ: Woods Hole Oceanographic Institute]

 

กลับมาที่กรณีของดวงจันทร์เอนเซลาดัส ฟองแก๊สที่มีสารอินทรีย์จากภายในดาวติดมาด้วย จะผุดจากปากปล่องน้ำร้อนใต้สมุทร ผ่านชั้นมหาสมุทรใต้พื้นผิวดาวขึ้นมาเรื่อยๆนับหลายกิโลเมตร เมื่อฟองแก๊สผุดตัวมาถึงผิวน้ำในรอยแตกบนเปลือกน้ำแข็งของดวงจันทร์เอนเซลาดัส ฟองจะแตกออกและสารอินทรีย์ภายในฟองจะจับตัวกันเป็นฟิล์มบางที่ผิวน้ำ หรือลอยไปตามพวยพุของไอน้ำและน้ำแข็งออกสู่อวกาศ (ซึ่งอนุภาคที่ยานแคสสินีตรวจวับได้จะเป็นส่วนหลังนี้)

 

รูปที่ 5 แผนภาพสรุปกิจกรรมทางธรรมชาติจากปล่องน้ำร้อนใต้สมุทรของดวงจันทร์เอนเซลาดัส และการผุดตัวของฟองแก๊สที่มีสารอินทรีย์ผ่านมหาสมุทรใต้พื้นผิวดาว จนปล่อยสารอินทรีย์ไปกับพวยพุของไอน้ำและน้ำแข็งออกสู่อวกาศ [Credit ภาพ: ESA; F.Postberg et al (2018)]

 

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

แปลและเรียบเรียง

 

พิสิฏฐ นิธิยานันท์

เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ 

ศูนย์บริการวิชาการและสารสนเทศดาราศาสตร์ 

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

 

เรียบเรียงจาก https://solarsystem.nasa.gov/news/476/complex-organics-bubble-up-from-ocean-world-enceladus/