สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระอาจมีสิ่งมีชีวิต

ดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระอาจมีสิ่งมีชีวิต

3 ก.ย. 2564
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ในดาราจักรของเรามีดาวเคราะห์อยู่มากมาย นอกจากจะมีดาวเคราะห์ที่เป็นบริวารของดวงอาทิตย์ที่รู้จักกันดีแล้ว ยังมีดาวเคราะห์ที่เป็นบริวารของดาวฤกษ์ดวงอื่นที่เรียกว่า ดาวเคราะห์ต่างระบบ และยังมีดาวเคราะห์อีกประเภทหนึ่ง เรียกว่าดาวเคราะห์อิสระ ซึ่งเป็นวัตถุจำพวกดาวเคราะห์ แต่ไม่เป็นบริวารของดาวฤกษ์ดวงใด ลอยล่องไปอย่างอิสระท่ามกลางหมู่ดาวฤกษ์

ด้วยเหตุที่ดาวเคราะห์ที่ไม่โคจรรอบดาวฤกษ์ จึงไม่มีความร้อนมากพอที่จะมีสภาพแวดล้อมให้เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตได้ ดาวเคราะห์จำพวกนี้จึงไม่น่าจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่

แต่กับดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระ ก็เป็นอีกเรื่องหนึ่ง

ดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระ อาจมีสภาพแวดล้อมเอื้อต่อสิ่งมีชีวิต (จาก Tommaso Grassi/LMU)


แม้ปัจจุบันจะยังไม่มีการค้นพบดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระจริง ๆ แต่จากการทำแบบจำลองทางคณิตศาสตร์แสดงว่า ภายใต้สภาพเฉพาะบางอย่างอาจทำให้ดวงจันทร์เหล่านี้มีบรรยากาศและมีน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวได้ ด้วยพลังงานความร้อนที่ได้จากรังสีคอสมิกและแรงน้ำขึ้นลงจากดาวเคราะห์

แม้ปัจจุบันจะมีการค้นพบดาวเคราะห์อิสระมาแล้วไม่มากนัก และยังไม่มีการค้นพบดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระเลย แต่นักดาราศาสตร์ก็ยังเชื่อว่าน่าจะมีอยู่จริงและมีปริมาณไม่น้อยเสียด้วย จากการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่พบว่าในดาราจักรทางช้างเผือกมีดาวเคราะห์อิสระที่มีขนาดระดับดาวพฤหัสบดีอยู่มากพอ ๆ กับจำนวนดาวฤกษ์ นั่นเท่ากับในดาราจักรทางช้างเผือกมีดาวเคราะห์อิสระไม่ต่ำกว่าหนึ่งแสนล้านดวง ประกอบการที่พบว่าดาวเคราะห์ในระบบสุริยะส่วนใหญ่ก็มีดวงจันทร์เป็นบริวาร ก็น่าจะพอประเมินคร่าว ๆ ได้ว่าในดาราจักรทางช้างเผือกมีดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระอยู่เป็นจำนวนมากนับแสนล้านดวงเช่นกัน

บนโลก สิ่งมีชีวิตแทบทุกชนิดล้วนแต่พึ่งพาพื้นฐานของการสังเคราะห์ด้วยแสง ซึ่งต้องการแสงและความร้อนจากดวงอาทิตย์ ความร้อนจากดวงอาทิตย์ยังช่วยรักษาอุณหภูมิให้เหมาะสมพอให้น้ำคงสถานะเป็นของเหลวอยู่ได้

ในดินแดนที่อยู่ห่างไกลจากดาวฤกษ์ แม้จะหนาวเย็นจนน้ำต้องแข็งเป็นน้ำแข็ง แต่ก็ยังคงมีสถานที่ที่น้ำยังเป็นของเหลวอยู่ได้ เช่น ดวงจันทร์แกนิมีดและยูโรปา ซึ่งโคจรรอบดาวพฤหัสบดี และดวงจันทร์เอนเซลาดัสที่โคจรรอบดาวเสาร์ ลึกลงไปใต้เปลือกที่เยือกแข็งของดวงจันทร์เหล่านี้คือที่อยู่ของมหาสมุทรบาดาลที่น้ำยังอยู่ในสถานะของเหลวได้ด้วยความร้อนที่เกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ 

แม้จะเป็นโลกบาดาลที่มืดมิดไม่เคยได้รับแสงแดด แต่นักชีววิทยานอกโลกก็คาดว่าอาจมีสิ่งมีชีวิตเกิดขึ้นได้เหมือนกัน บนโลกเราก็มีสถานที่หนึ่งที่เกิดระบบนิเวศที่ไม่ต้องพึ่งพาแสงอาทิตย์ นั่นคือปล่องชนิดความร้อน (hydrothermal vent) ใต้ท้องมหาสมุทร ที่นี่ สิ่งมีชีวิตได้รับพลังงานและวัตถุดิบของการให้กำเนิดชีวิตจากใต้มหาสมุทรเบื้องล่าง นักวิทยาศาสตร์พบแบคทีเรียบริเวณรอบปล่องที่ดึงพลังงานจากกระบวนการทางเคมี และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ ก็กินแบคทีเรียเหล่านี้อีกทีหนึ่ง ทำให้เกิดสายใยอาหารที่ไม่ต้องพึ่งพาแสงอาทิตย์เลย

ในเมื่อระบบนิเวศที่ไม่ต้องการแสงแดดเกิดขึ้นได้จริงบนโลก ที่อื่นก็ย่อมเกิดได้เช่นกัน 

นักดาราศาสตร์คณะหนึ่งนำโดย ปาตริซิโอ ฆาวิเอร์ อาวีลา จากมหาวิทยาลัยกอนเซปซิออนในชิลี ได้สร้างแบบจำลองขึ้นมาเพื่อหาความน่าจะเป็นที่จะมีดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระที่เป็นดาวแก๊สยักษ์ โดยมองหาดวงจันทร์ที่มีมวลประมาณโลกและมีบรรยากาศที่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ราว 90 เปอร์เซ็นต์

ผลปรากฏว่ามีโอกาสอยู่มากพอสมควรที่ดวงจันทร์ของดาวเคราะห์อิสระจะมีน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวบนพื้นผิวและในบรรยากาศ 

รังสีคอสมิกคือแรงขับเคลื่อนหลักในการแปลงไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ให้เป็นน้ำ แม้จะสร้างน้ำในมหาสมุทรได้น้อยกว่าบนโลกราว 10,000 เท่า แต่สร้างน้ำในบรรยากาศได้มากกว่าราว 100 เท่า ซึ่งนั่นก็มากพอแล้วที่จะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ได้ แรงน้ำขึ้นลงจากดาวเคราะห์จะคอยสร้างความร้อนให้เพียงพอในการรักษาอุณหภูมิให้น้ำอยู่ในสถานะของเหลว นอกจากนี้คาร์บอนไดออกไซด์ในบรรยากาศยังมีส่วนช่วยสร้างภาวะเรือนกระจก ยิ่งเป็นการช่วยรักษาอุณหภูมิให้พอเหมาะอีกด้วย หากวงโคจรของดวงจันทร์เหล่านี้มีความเสถียรภาพพอที่จะรักษาให้ผลจากแรงน้ำขึ้นลงคงที่ เมื่อมีน้ำเกิดขึ้นแล้วก็อาจจะคงสภาพเช่นนั้นได้ตลอดช่วงวิวัฒนาการ 

งานวิจัยฉบับนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสารอินเตอร์เนชันแนลเจอร์นัลออฟแอสโทรไบโอโลจี