Frontpage Slideshow | Copyright © 2006-2011 JoomlaWorks Ltd.

ดาวเคราะห์สำหรับการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตในเอกภพ (ตอนจบ)

Share

ดาวเคราะห์สำหรับการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตในเอกภพ (ตอนจบ)

 

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

 

บทความตอนแรก (บทนำ และเราจะค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้อย่างไร?)

http://www.narit.or.th/index.php/astronomy-article/2877-exoplanet-to-lives-in-the-universe-01

3. การค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในอนาคต

 

ถึงแม้กล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์จะสามารถตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะหลายดวงและหลายชนิด แต่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์จะเน้นการตรวจหา เฉพาะดาวฤกษ์บริเวณกลุ่มดาวหงส์ ภายในรัศมี 3,000 ปีแสงจากดวงอาทิตย์

 

รูปที่ 14 แผนภาพแสดงห้วงอวกาศ บริเวณที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ด้วยวิธีวัดการเคลื่อนผ่านหน้า โดยบริเวณที่ค้นหาจะมีลักษณะเป็นรูปกรวย ตั้งแต่บริเวณใกล้ระบบสุริยะ ไปถึงระยะประมาณ 3,000 ปีแสง โดยรูปกรวยนี้จะไปทางกลุ่มดาวหงส์

[Credit ภาพ: Jon Lomberg]

 

ก้าวต่อไปของการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะคือ การสำรวจหาดาวเคราะห์เป็นมุมกว้างที่ครอบคลุมทั่วท้องฟ้า (All sky planet survey) เช่น ดาวเทียมสำรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงแม่ (Transiting Exoplanet Survey Satellite: TESS) ที่จะค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ รวมถึงดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต 

 

รูปที่ 15 แผนภาพแสดงพื้นที่สังเกตการณ์ของดาวเทียม TESS ที่ครอบคลุมทั่วท้องฟ้าโดยรอบ ซึ่งดาวเทียม TESS จะส่องกราดไปบนท้องฟ้าในแนวเหนือ-ใต้จากระนาบวงโคจรของโลก (Ecliptic) โดยใน 1 วัน ดาวเทียมจะส่องกราดตั้งแต่บริเวณเหนือระนาบวงโคจรโลกเล็กน้อย ไปจนถึงบริเวณ ตั้งฉากระนาบวงโคจรโลก กินพื้นที่เชิงมุม 24 x 96 องศา ซึ่งต้องสังเกตการณ์ต่อเนื่องถึง 351 วัน ถึงจะสังเกตการณ์ได้เกือบทั่วท้องฟ้า ยกเว้นบริเวณใกล้ระนาบวงโคจรโลก [Credit ภาพ: NASA]

 

TESS จะมุ่งเน้นการสำรวจหาดาวเคราะห์ด้วยวิธีวัดการเคลื่อนผ่านหน้า และตัวดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศ ในช่วงต้นปี พ.ศ.2561 ซึ่งคาดหวังกันว่าการสำรวจของ TESS จะค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเพิ่มเติมอีกหลายพันดวง รวมถึงดาวเคราะห์ขนาดประมาณโลกหรือใหญ่กว่าโลกเล็กน้อย (ดาวเคราะห์ประเภทซูเปอร์เอิร์ธ) อีกหลายร้อยดวง เช่น ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีสภาพคล้ายโลก ที่อาจอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าบริเวณดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวหงส์ (ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์สำรวจ) 

 

เมื่อเราค้นพบดาวเคราะห์ที่มีสภาพเอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต (Habitable planet) ในละแวกใกล้โลก ก็อาจเป็นไปได้ว่าดาวดวงแม่ของมันจะเป็นพวกดาวมวลน้อย (ดาวแคระแดง ดาวแคระน้ำตาล) จากการที่ดาวมวลน้อยจะกระจายตัวอยู่ในละแวกใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าดาวฤกษ์มวลมาก 

 

ยกตัวอย่างเช่น ดาวฤกษ์ที่ใกล้ระบบสุริยะที่สุดชื่อ “ดาวพรอกซิมา เซนทอรี” (Proxima Centauri) ก็ถูกค้นพบโดยวิธีวัดความเร็วในแนวเล็งว่า มีดาวเคราะห์พรอกซิมา เซนทอรี บี (Proxima Centauri b)    โคจรอยู่ในบริเวณพื้นที่ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต หรือ Habitable Zone เป็นพื้นที่โดยรอบดาวดวงแม่ที่พื้นผิวดาวเคราะห์ในบริเวณนี้ไม่ร้อน-เย็นเกินไป น้ำอยู่ในสถานะของเหลวได้ ซึ่งดาวพรอกซิมา เซนทอรี ก็เป็นดาวดวงแม่ที่มีมวลน้อย (มีมวลเพียง 0.12 เท่าของมวลดวงอาทิตย์)

 

รูปที่ 16 ดาวแคระน้ำตาล (Brown Dwarf) เป็นวัตถุท้องฟ้าที่มีมวลมากกว่าดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่หนักที่สุด แต่มวลน้อยกว่าดาวฤกษ์ที่เบาที่สุด (ดาวแคระแดง) นับเป็นช่วงรอยต่อระหว่าง ดาวเคราะห์-ดาวฤกษ์ โดยดาวแคระน้ำตาลจะมีมวลประมาณ 15-80 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี [Credit ภาพ: NASA/JPL-Caltech/UCB]

 

รูปที่ 17 แผนภาพแสดง “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” (Habitable Zone) ปรากฏเป็น พื้นที่สีเขียวในภาพ ซึ่งเป็นบริเวณที่ไม่ใกล้ดาวดวงแม่จนร้อนไปหรือห่างเกินจนเย็นไป มีอุณหภูมิ พอดีที่น้ำจะอยู่ในสถานะของเหลวได้ [Credit ภาพ: Petigura/UC Berkeley, Howard/UH-Manoa, Marcy/UC Berkeley] 

 

ก้าวต่อไปอีกก้าวหนึ่งเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะคือ เรื่องบรรยากาศของดาวเคราะห์

 

ในช่วงระหว่างที่ดาวเคราะห์กำลังผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงแม่ แสงส่วนหนึ่งจากดาวฤกษ์ดวงแม่จะส่องลอดผ่านบรรยากาศของดาวเคราะห์ หากเราสามารถวิเคราะห์สเปกตรัมของแสงส่วนนี้ได้ เราจะทราบถึงองค์ประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ ซึ่งอาจมีกรณีที่บรรยากาศของดาวเคราะห์ได้รับผลกระทบ จากกิจกรรมทางธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตที่อยู่บนดาวเคราะห์ดวงนั้น

 

อย่างไรก็ตามในปัจจุบันนี้ยังไม่มีกล้องโทรทรรศน์ตัวไหนที่ให้ความละเอียดมากพอที่จะวิจัยข้อมูล สเปกตรัมดังที่กล่าวมาได้ จึงจำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินที่มีขนาดใหญ่มาก เช่น          กล้องโทรทรรศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางหน้ากล้อง 30 เมตร (TMT) ที่จะเริ่มใช้งานในช่วงปลายคริสตทศวรรษ 2020

 

รูปที่ 18 ภาพจินตนาการหากอาคารหอดูดาวและกล้องโทรทรรศน์ TMT แล้วเสร็จ [Credit ภาพ: NAOJ]

 

ในยุคต่อไปที่เราจะใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่มาก เราจะสามารถวิจัยรายละเอียดองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้

 

แต่องค์ประกอบทางเคมีและสัญญาณใดจะเป็น “ตัวบ่งชี้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต” (Biomarker)       ทางนักวิทยาศาสตร์เองก็ยังไม่มีความรู้เกี่ยวกับตัวบ่งชี้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งมีชีวิตนอกโลก จึงได้วิจัยว่ามีอะไรบ้างที่พอเป็นไปได้ ซึ่งการวิจัยดังกล่าวไม่ได้ทำโดยนักดาราศาสตร์เพียงอย่างเดียว แต่ต้องร่วมมือกับนักเคมีและนักชีววิทยาด้วย ชีวดาราศาสตร์จึงเป็นสาขาที่ประยุกต์ใช้ความรู้ที่จำเป็นจากหลายสาขา

 

รูปที่ 19 แผนภาพแสดงการตรวจหาองค์ประกอบทางเคมีของบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ด้วยการศึกษาสเปกตรัมแบบเส้นมืด ที่ปรากฏบนแสงดาวที่ส่องลอดบรรยากาศดาวเคราะห์ แล้วไปเทียบว่าตรงกับสเปกตรัมของสารเคมีชนิดใด ซึ่งนักดาราศาสตร์หวังว่ากล้องโทรทรรศน์ TMT จะเก็บข้อมูลสเปกตรัมนี้ได้ [Credit ภาพ: NAOJ]

 

รูปที่ 20 “ตัวบ่งชี้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต” (Biomarker) คือแก๊สบางชนิดในบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่เกิดจากสิ่งมีชีวิต ซึ่งสามารถสังเกตได้จากสเปกตรัมของแก๊สเหล่านี้ อย่างกรณีของโลกที่มีแก๊สออกซิเจนจากการหายใจของพืช หรือแก๊สมีเทนที่วัวปล่อยออกมา 

 

ในรูปนี้แสดงสเปกตรัมของดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร (แกนตั้งเป็นความเข้มของสเปกตรัม แกนนอนเป็นความยาวคลื่น ซึ่งสเปกตรัมแบบเส้นมืดจะปรากฏเป็น “หุบเหว” ในกราฟ) ซึ่งดาวเคราะห์ทั้ง 3 ดวงมีสเปกตรัมของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เหมือนกัน แต่โลกแสดง “ตัวบ่งชี้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต” ต่างจากดาวเคราะห์ที่เหลือ ตรงสเปกตรัมของแก๊สโอโซน (O3) ซึ่งเป็นแก๊สที่ก่อตัวจากแก๊สออกซิเจน เมื่อได้รับพลังงานจากรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ ขณะที่น้ำ (H2O) ถึงแม้จะไม่เป็น “ตัวบ่งชี้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต” แต่ก็เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์สนใจ เพราะเป็นสารที่มีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิต [Credit ภาพ: Mark Elowitz]

 

 

4. สำหรับด้านชีวดาราศาสตร์

 

ชีวดาราศาสตร์ (Astrobiology) เป็นสาขาที่วิจัยเกี่ยวกับการก่อกำเนิดและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในจักรวาล ศูนย์ชีวดาราศาสตร์ของญี่ปุ่นก่อตั้งขึ้นเมื่อปี พ.ศ. 2558 เป็นศูนย์แห่งใหม่ภายในสถาบันวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติญี่ปุ่น (NINS) และยังเป็นสำนักงานที่วิทยากรชาวญี่ปุ่นสังกัดอยู่

 

รูปที่ 21 สถาบันวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติญี่ปุ่น (NINS) เป็นองค์กรใหญ่ที่ประกอบด้วย สถาบันวิจัยทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี 5 แห่ง ได้แก่

- หอดูดาวแห่งชาติญี่ปุ่น (NAOJ)

- สถาบันวิทยาศาสตร์ฟิวชันแห่งชาติญี่ปุ่น (NIFS) -> แนวฟิสิกส์นิวเคลียร์

- สถาบันชีววิทยาพื้นฐานแห่งชาติญี่ปุ่น (NIBB)

- สถาบันสรีรวิทยาแห่งชาติญี่ปุ่น (NIPS) -> แนวการแพทย์

- สถาบันวิทยาศาสตร์โมเลกุล (IMS) -> แนวเคมี

ส่วนศูนย์ชีวดาราศาสตร์ (Astrobiology Center) เป็นหน่วยงานภายใต้ NINS โดยไม่ได้เป็นส่วนหนึ่ง ของ NAOJ

 

หัวข้อหลักของศูนย์ชีวดาราศาสตร์คือ “ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะและสิ่งมีชีวิตบนนั้น” ซึ่งในศูนย์จะประกอบด้วยสำนักงานของโครงการต่างๆ 3 แห่ง ได้แก่

 

- โครงการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ : ตรวจหาดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตโดยใช้กล้องโทรทรรศน์สึบารุ กล้องโทรทรรศน์ TMT และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ

 

- โครงการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก : วิเคราะห์บรรยากาศและทำการยืนยันตัวบ่งชี้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต บนดาวเคราะห์ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต

 

- โครงการอุปกรณ์ทางชีวดาราศาสตร์ : พัฒนาเครื่องมืออุปกรณ์ต่างๆ สำหรับกล้องโทรทรรศน์ TMT และกล้องโทรทรรศน์อวกาศในอนาคตเพื่อศึกษา “โลกใบที่สอง” 

 

ตัวอย่างของงานวิจัยด้านชีวดาราศาสตร์ :

- การตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ : การสังเกตการณ์ การศึกษาเชิงทฤษฎี และการพัฒนา อุปกรณ์เพื่อการศึกษา

- การสำรวจระบบสุริยะ เช่น การศึกษาดาวบริวารของดาวพฤหัสที่ชื่อยูโรปา ดาวบริวารของดาวเสาร์  ชื่อเอนเซลาดัส และดาวเคราะห์ ดาวบริวารดวงอื่นๆ

- การวิจัยตัวบ่งชี้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต 

- การสังเคราะห์แสงบนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

- การกำเนิดของสภาพการเรียงตัวของอะตอมที่ต่างกันระหว่างโมเลกุลชนิดเดียวกัน (Chirality)

 

รูปที่ 22 สภาพการเรียงตัวของอะตอมที่ต่างกัน ระหว่างโมเลกุลสารชนิดเดียวกัน (Chirality) ด้วยการจัดเรียงอะตอมในโมเลกุลต่างกัน (มีการกลับซ้าย-ขวา) ทำให้มีคุณสมบัติของสารต่างกันบ้าง

 

ในที่นี้ วิทยากรชาวญี่ปุ่นจะแนะนำในเบื้องต้นถึงการสังเคราะห์แสงบนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ       ซึ่งทางวิทยากรก็ทำงานเรื่องนี้ส่วนหนึ่ง

 

อย่างที่ทางวิทยากรได้กล่าวไปในหัวข้อที่ 3 “การค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในอนาคต” เป้าหมายต่อไปในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ คือดาวมวลน้อย หากดาวดวงแม่เป็นพวกดาวมวลน้อย (ดาวแคระน้ำตาล ดาวแคระแดง) จะมีความแตกต่างกับระบบสุริยะของเราอย่างไรบ้าง?

 

- การแผ่รังสีของดวงอาทิตย์จะมีความเข้มมากที่สุดในช่วงแสงที่ตามองเห็นได้ (ช่วงแสงสีต่างๆ ตั้งแต่สีม่วงไปจนถึงสีแดง) แต่พวกดาวมวลน้อยจะมีความเข้มในการแผ่รังสีมากที่สุดในช่วงรังสีอินฟราเรด

- การแผ่รังสีจากดาวดวงแม่ในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลต (รังสี UV)

- เขตพื้นที่ที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต (Habitable zone) รอบดาวมวลน้อยจะอยู่ใกล้มากกว่าระบบสุริยะ

- ดาวเคราะห์ในพื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตรอบดาวมวลน้อย มักถูกล็อกด้วยแรงไทดัล (ด้านหนึ่งเป็นกลางวันตลอด ส่วนอีกด้านเป็นกลางคืนตลอด)

 

รูปที่ 23 กราฟระหว่างความเข้มในการแผ่รังสี (แผ่รังสีมากน้อยแค่ไหน แกนตั้ง Power Density) กับความยาวคลื่น (แกนนอน Wavelength) โดยเส้นกราฟทั้ง 3 จะแสดงข้อมูลการแผ่รังสีของ ดาวฤกษ์ 3 ประเภท ได้แก่ ดาวฤกษ์สีน้ำเงิน (อุณหภูมิพื้นผิว 7,000 เคลวิน), ดาวฤกษ์แบบ ดวงอาทิตย์ (อุณหภูมิพื้นผิวราวๆ 5,300 เคลวิน) และดาวฤกษ์สีแดง (อุณหภูมิพื้นผิวราว 4,000 เคลวิน)  

 

จากกราฟนี้ เทียบระหว่างกราฟของดาวแบบดวงอาทิตย์กับดาวฤกษ์สีแดง จะเห็นได้ว่ายอดกราฟ ที่มีความเข้มของรังสีมากที่สุดของดาวสีแดงจะตรงกับแสงสีแดง และรังสีอินฟราเรด (นอกแถบ ที่มีคำว่า Visible ไปทางขวาในกราฟ) และมีการแผ่รังสีในช่วงรังสีอัลตราไวโอเลตน้อยกว่าดาวแบบ ดวงอาทิตย์

 

ทั้งนี้ ดาวฤกษ์สีแดงมี 2 แบบ คือ ดาวยักษ์แดง (Red Giant) กับดาวแคระแดง (Red dwarf) ซึ่งเนื้อหาในหัวข้อนี้จะกล่าวถึงดาวแคระแดง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์มวลน้อยแบบหนึ่ง

 

รูปที่ 24 กราฟระหว่างความเข้มของสเปกตรัม (แกนตั้ง Flux) และความยาวคลื่น (แกนนอน λ) แสดงสเปกตรัมของดาวเวกา (Vega) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์สีขาว สเปกตรัมของดาวเวกามีความเข้มสูงสุดในช่วงแสงที่ตามองเห็น (ทางซ้ายของกราฟ) ขณะที่สเปกตรัมของดาวแคระน้ำตาล (Brown dwarf) จะมีความเข้มสูงสุดในช่วงรังสีอินฟราเรดใกล้ (near-IR ตรงกลางของกราฟ) ซึ่งเป็นรังสีอินฟราเรดที่มีความยาวคลื่นประมาณ 750-1,400 นาโนเมตร ซึ่งมากกว่าความยาวคลื่นของ แสงสีแดงเล็กน้อย

 

รูปที่ 25 กราฟแสดงระยะห่างของ “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” (Habitable zone ซึ่งอธิบายคำนี้ไปแล้วในรูปที่ 17) ที่ถอยห่างจากดาวฤกษ์ดวงแม่มากขึ้น หากอุณหภูมิพื้นผิวดาวสูงขึ้น โดยแกนนอนเป็นระยะห่างจากดาวดวงแม่ (Stellar Distance) ในหน่วย AU (1 AU ประมาณ ระยะห่างเฉลี่ยจากโลกถึงดวงอาทิตย์) ส่วนแกนตั้งเป็นอุณหภูมิพื้นผิวของดาวดวงแม่ ในหน่วยเคลวิน (Stellar Temperature) และชนิดสเปกตรัมของดาวฤกษ์ เช่น ดาวฤกษ์ชนิดสเปกตรัม G เป็นดาวฤกษ์สีเหลืองแบบดวงอาทิตย์ หรือดาวฤกษ์ชนิดสเปกตรัม M เป็นหวกดาวแคระแดง

 

เห็นได้ว่าในกรณีดาวแคระแดง (ชนิดสเปกตรัม M) “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” จะอยู่ใกล้ดาวดวงแม่ยิ่งกว่า ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างดาวพุธกับดวงอาทิตย์ (0.38 AU) ขณะที่กรณีดาวดวงแม่เป็นดาวแคระน้ำตาล ซึ่งโดยทั่วไปแล้วมีอุณหภูมิในช่วง 750-2,200 เคลวิน (ไม่ได้แสดงในกราฟนี้) “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” จะอยู่ใกล้ดาวดวงแม่มาก

 

ต่อให้เราค้นพบดาวเคราะห์ที่มีสภาพเหมือนโลกรอบดาวมวลน้อย ดาวเคราะห์ดวงนั้นก็คงมีสภาพแวดล้อมที่แตกต่างไปจากบนโลกพอสมควร

 

กรณีของพืชบนโลกจะสะท้อนแสงสีเขียวได้บางส่วน สะท้อนรังสีอินฟราเรดได้ดีมาก และพืชเหล่านี้มักใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในช่วงแสงที่ตามองเห็นเป็นหลัก แล้วกรณีของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวมวลน้อย (พวกดาวแคระน้ำตาล ดาวแคระแดง) ควรเป็นอย่างไร? 

 

นักวิทยาศาสตร์ก็คิดถึงเรื่องการสังเคราะห์แสงของสิ่งมีชีวิต หากมีอยู่ตามดาวเคราะห์เหล่านี้โดยศึกษากันอยู่ว่า

- จะมีระบบอะไรที่สมเหตุสมผลที่ใช้รังสีอินฟราเรดแทนแสงที่ตามองเห็นในการสังเคราะห์แสงหรือไม่

- พืชที่เกิดบนโลกจะอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมเช่นนั้นได้ไหม

- พืชเหล่านั้นจะส่งผลกระทบต่อองค์ประกอบทางเคมีในบรรยากาศของดาวเคราะห์อย่างไร 

คำถามเหล่านี้เป็นเป้าหมายในการวิจัยที่คณะของวิทยากรชาวญี่ปุ่นทำการวิจัยกันอยู่

 

รูปที่ 26 กราฟแสดงคุณสมบัติการสะท้อนแสงของพืชที่ความยาวคลื่นต่างๆ โดยแกนตั้งเป็นค่าการสะท้อนแสง (Reflectance) ในหน่วย % (0% คือดูดกลืนแสงได้ทั้งหมด 100% คือสะท้อนแสงได้ ทั้งหมด) และแกนนอนคือความยาวคลื่น (Wavelength) ในหน่วยไมครอน ซึ่งแสงสีแดงจะมี ความยาวคลื่นประมาณ 0.62 – 0.75 ไมครอน ส่วนรังสีอินฟราเรดใกล้จะมีความยาวคลื่น 0.75 – 1.4 ไมครอน

 

บริเวณกราฟที่เน้นสีแดง เรียกว่า “Red-Edge” บ่งชี้ว่าพืชบนโลกมีคุณสมบัติการสะท้อนแสงที่เปลี่ยนแปลงไปมากในช่วงรังสีอินฟราเรดใกล้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์สนใจว่าหากมีพืชบนดาวเคราะห์ ใน “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” รอบดาวมวลน้อยจะมีค่าการสะท้อนแสงที่เปลี่ยนไปมาก แบบ “Red-edge” หรือไม่ [ที่มาของภาพ: http://www.precisionimagerycorp.com/products.html ]

 

โดยสรุปแล้วศูนย์ชีวดาราศาสตร์ของญี่ปุ่นกำลังศึกษาในหัวข้อ “ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ และสิ่งมีชีวิตบนนั้น” โดยใช้วิธีการพื้นฐานทางดาราศาสตร์ ซึ่งสาขาชีวดาราศาสตร์ต้องประยุกต์ใช้ความรู้จากวิชาอื่นหลายวิชา ส่งเสริมการวิจัยเรื่องดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ และสิ่งมีชีวิตทั้งใน - นอกระบบสุริยะ รวมถึงการพัฒนาอุปกรณ์การสังเกตการณ์เพื่อการศึกษาวิจัยเหล่านี้

 

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

 

เรียบเรียงโดย

 

ดร.โนบุฮิโกะ คุซาคาเบะ 

ผู้เชี่ยวชาญพิเศษอาวุโส

ศูนย์ชีวดาราศาสตร์ สถาบันวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติญี่ปุ่น

 

แนะนำวิทยากร

- ศึกษาด้านฟิสิกส์ในศูนย์ชีวดาราศาสตร์ (Astrobiology Center; ABC) ในสถาบันวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติญี่ปุ่น (National Institutes of Natural Sciences; NINS) ประเทศญี่ปุ่น

- เคยทำงานที่สำนักงานโครงการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ในหอดูดาวแห่งชาติ ญี่ปุ่น (NAOJ) เป็นเวลา 9 ปี

- มีกิจกรรมทางการศึกษาหลายอย่าง เกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ดาราศาสตร์ และชีวดาราศาสตร์

 

แปลโดย

 

พิสิฏฐ นิธิยานันท์

เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์

ศูนย์บริการวิชาการและสื่อสารทางดาราศาสตร์

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

 

ใช้เป็นเอกสารในการบรรยายของฝ่ายญี่ปุ่น ในกิจกรรมเสวนาดาราศาสตร์เอเชีย ประจำปี 2560 “ไขความลับ...สิ่งมีชีวิตนอกโลก” เมื่อวันที่ 11 พฤศจิกายน พ.ศ.2559 ณ ศูนย์ประชุมและแสดงสินค้านานาชาติ เฉลิมพระเกียรติ 7 รอบพระชนมพรรษา จังหวัดเชียงใหม่