ดาวศุกร์ เป็นดาวเคราะห์บริวารดวงที่สองของดวงอาทิตย์ มีวงโคจรใกล้โลกมากที่สุด มีขนาดใกล้เคียงโลกมาก แต่สภาพแวดล้อมบนดาวศุกร์กลับต่างจากโลกโดยสิ้นเชิง ดาวศุกร์เป็นดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิสูงที่สุดถึง 470 องศาเซลเซียส แม้แต่ตะกั่วหรือดีบุกก็ต้องละลายเป็นของเหลวเมื่ออยู่ที่นี่ ร้อนกว่าดาวพุธที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่า เนื่องจากบนดาวศุกร์เกิดภาวะเรือนกระจกจากบรรยากาศที่ประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เกือบทั้งหมด อีกทั้งความดันบรรยากาศยังสูงกว่าของโลกราว 90 เท่า หรือเทียบเท่ากับความดันน้ำทะเลที่ระดับความลึก 900 เมตร ด้วยเหตุนี้จึงไม่แปลกที่บางคนเรียกที่นี่ว่า นรก
หากใครอยากจะมองหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นนอกจากโลกดาวศุกร์คงจะเป็นตัวเลือกลำดับท้ายสุด
แต่เมื่อวันที่14 กันยายน 2563 คณะนักดาราศาสตร์นำโดย เจน เอส. กรีฟส์ ได้ประกาศการค้นพบสำคัญที่อาจทำให้ดาวศุกร์กลายเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกนอกจากโลกที่พบสิ่งมีชีวิต
นักดาราศาสตร์คณะดังกล่าวได้สำรวจดาวศุกร์ในย่านความถี่267 กิกะเฮิรตซ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์เจมส์คลาร์กแมกซ์เวลล์เมื่อเดือนมิถุนายนปี 2560 เป็นระยะเวลาห้าคืนติดกัน กล้องเจมส์คลาร์กแมกซ์เวลล์เป็นกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด-วิทยุ จานสายอากาศปฐมภูมิมีขนาด 15 เมตร เป็นส่วนหนึ่งของหอดูดาวมานาเคอาบนหมู่เกาะฮาวาย ผลการสำรวจพบสเปกตรัมดูดกลืนในช่วงความยาวคลื่นที่ตรงกับสเปกตรัมของฟอสฟีน
เพื่อให้แน่ใจคณะนี้จึงสำรวจซ้ำอีกครั้งด้วยกล้องโทรทรรศน์อัลมาในชิลี ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าและความไวสูงกว่ากล้องเจมส์คลาร์กแมกซ์เวลล์ สิ่งที่พบชัดเจนยิ่งขึ้น มีฟอสฟีนอยู่บนบรรยากาศดาวศุกร์จริง ๆ ไม่มีโมเลกุลหรืออะตอมอื่นใดที่มีสเปกตรัมดูดกลืนแบบเดียวกันนี้
ฟอสฟีนมีสูตรเคมีว่า PH3 เป็นสารประกอบชนิดหนึ่ง สถานะปกติเป็นแก๊ส หนึ่งโมเลกุลประกอบด้วยฟอสฟอรัสหนึ่งอะตอมและไฮโดรเจนสามอะตอม โครงสร้างคล้ายแอมโมเนีย (CH3) บนโลกฟอสฟีนเกิดขึ้นได้จากสองกรณี คือ เป็นผลผลิตจากสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก พบได้ในธรรมชาติจากการเน่าเปื่อยของสารอินทรีย์ หรืออีกกรณีหนึ่งคือเกิดจากการสังเคราะห์ขึ้นมาในห้องทดลอง
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ต้องการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงอื่นจะทำโดยมองหาตัวบ่งชี้ทางชีวภาพซึ่งเป็นสารเคมีที่เป็นผลผลิตจากสิ่งมีชีวิต แก๊สออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นตัวอย่างของตัวบ่งชี้ทางชีวภาพที่ดี เพราะออกซิเจนทำปฏิกิริยากับสารอื่นได้ง่าย จึงมักไม่พบว่ามีออกซิเจนบริสุทธิ์เป็นจำนวนมากเกาะกลุ่มกัน หากพบออกซิเจนบริสุทธิ์ที่ใด ก็อาจหมายความว่ามีสิ่งมีชีวิตที่คอยสร้างออกซิเจนออกมาเติมสู่สิ่งแวดล้อมตลอดเวลา
แม้ฟอสฟีนก็เป็นตัวบ่งชี้ชีวภาพเหมือนกันแต่การพบฟอสฟีนก็ไม่ได้หมายความว่าจะเป็นหลักฐานยืนยันว่าเกิดจากสิ่งมีชีวิตเสียทีเดียว เพราะฟอสฟีนก็อาจเกิดได้จากกระบวนการที่ไม่เกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตได้เช่นกัน เช่นฟอสฟีนที่พบบนดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์
แต่ในกรณีของดาวศุกร์ปริมาณของฟอสฟีนที่ประเมินไว้อยู่ในระดับ 20 ส่วนในพันล้านส่วน ปริมาณนี้ฟังดูเหมือนน้อยนิด แต่ก็ถือว่ามากจนไม่สมเหตุสมผล ที่สภาพแวดล้อมของระดับความสูงที่พบฟอสฟีนนั้น ฟอสฟีนจะอยู่ได้ไม่นานนักเพราะจะสลายตัวไปภายในเวลาไม่กี่ร้อยปีเท่านั้น การที่พบฟอสฟีนอยู่ในปริมาณระดับนี้ ย่อมหมายความว่ามีบางสิ่งบางอย่างที่สร้างมันขึ้นมาเติมอยู่เสมอ
แล้วบางสิ่งที่ว่านั้นคืออะไรนักวิทยาศาสตร์พยายามนึกถึงกระบวนการอนินทรีย์ต่าง ๆ ที่อาจสร้างฟอสฟีนขึ้นมาได้ เช่น แสงอาทิตย์ กระบวนการทางธรณีวิทยา ฟ้าแลบ อุกกาบาต ภูเขาไฟ แต่ตัวเลือกเหล่านี้ก็ล้วนตกไปเพราะไม่อาจสร้างฟอสฟีนขึ้นมาในระดับที่ตรวจพบได้ ดาวศุกร์จะต้องมีกิจกรรมภูเขาไฟมากกว่าโลกไม่น้อยกว่า 200 เท่าจึงจะสร้างฟอสฟีนขึ้นมาในระดับที่ตรวจพบ
สิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ที่ร้อนดั่งขุมนรก
แม้จะเป็นดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวสูงที่สุดในระบบสุริยะแต่ที่ระดับความสูง 50 กิโลเมตรของดาวศุกร์ อุณหภูมิในบรรยากาศลดลงเหลืออยู่ที่ประมาณ 20-30 องศาเซลเซียส และมีความดันบรรยากาศใกล้เคียงกับความดันบรรยากาศโลกที่ระดับน้ำทะเลบนโลก จึงย่อมมีความเป็นไปได้ที่จะมีสิ่งมีชีวิตที่ดำรงชีวิตอยู่ในบรรยากาศของดาวศุกร์ที่ระดับนี้
ทฤษฎีเรื่องสิ่งมีชีวิตในบรรยากาศดาวศุกร์ไม่ใช่เรื่องใหม่เสียทีเดียวย้อนหลังไปในปี 2510 นักเขียนวิทยาศาสตร์ชื่อดัง คาร์ล เซกัน และนักชีววิทยา ฮาโรลด์ มอโรตวิตซ์ เคยสันนิษฐานว่าบนชั้นเมฆของดาวศุกร์อาจมีสิ่งมีชีวิตอยู่ โดยอธิบายว่าในช่วงต้นหลังจากที่ดาวศุกร์กำเนิดขึ้นมา อาจเคยมีสภาพแวดล้อมเหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิตมากกว่าในปัจจุบัน อาจเคยมีสิ่งมีชีวิตอยู่บนพื้นผิว และต่อมาก็มีวิวัฒนาการมาอาศัยบนชั้นเมฆ เซกันและมอโรวิตซ์จินตนาการว่าสิ่งมีชีวิตบนก้อนเมฆอาจมีลักษณะเหมือนถุงลมที่ภายในบรรจุแก๊สไฮโดรเจนเพื่อช่วยให้ลอยอยู่บนฟ้าได้
อย่างไรก็ตามดร. ซารา ซีเกอร์ จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาจูเซตส์ หนึ่งในคณะของกรีฟส์สันนิษฐานว่า หากมีสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์จริง ก็น่าจะอยู่ในรูปจุลินทรีย์ที่เกาะอยู่กับละอองฝอยในชั้นเมฆมากกว่า อาศัยสารอาหารในละอองฝอยในการดำรงชีวิต เมื่อละอองฝอยก่อตัวใหญ่ขึ้นก็จะหนักและลดระดับลงสู่บรรยากาศเบื้องล่างที่ร้อนกว่า ความร้อนที่เพิ่มขึ้นทำให้ละอองฝอยระเหยไป จุลินทรีย์ที่เหือดแห้งกลับลอยสูงขึ้นไปอีกครั้งด้วยแรงลม และจะมีโอกาสได้กลับสู่ภาวะได้รับน้ำอีกครั้งเมื่อได้เกาะกับละอองฝอยละอองใหม่ เป็นวัฏจักรวนเวียนเช่นนี้ ในช่วงที่จุลินทรีย์มีการเผาผลาญอาหารนี้เองที่สร้างฟอสฟีนขึ้นมา
อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์คณะดังกล่าวก็ยังไม่ถึงกับยืนยันร้อยเปอร์เซ็นต์ว่าฟอสฟีนที่พบเป็นผลจากจุลินทรีย์ในบรรยากาศดาวศุกร์จริง เพราะปัจจุบันนักดาราศาสตร์ก็ยังไม่เข้าใจกระบวนการทางเคมีในเมฆของดาวศุกร์ดีนัก การสรุปผลในรายงานการวิจัยยังคงเปิดทางไว้สำหรับความเป็นไปได้อื่น เช่นอาจเกิดจากกระบวนการเคมีที่เรายังไม่รู้จักก็ได้
เจอมาตั้งนานแล้ว
หากคิดว่าการพบสิ่งบ่งชี้ทางชีวภาพครั้งนี้น่าตื่นเต้นแล้วคุณอาจต้องตกใจมากขึ้นที่ทราบว่าบางทีนาซาอาจพบหลักฐานนี้ตั้งแต่สี่สิบกว่าปีก่อนแล้ว แต่ไม่ทันได้สังเกตจนถึงตอนนี้
ทันทีที่มีการประกาศการค้นพบฟอสฟีนบนดาวศุกร์ออกมาราเกซ โมกุล นักชีวเคมีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียสเตตโพลีเทคนิคในพอโมนาแคลิฟอร์เนียและคณะ เกิดเอะใจถึงบางอย่างที่ตนคุ้นเคย จึงได้กลับไปสืบค้นจากคลังข้อมูลการสำรวจที่ได้จากยานไพโอเนียร์ 13 ที่ไปสำรวจดาวศุกร์ในเดือนธันวาคม 2521
หนึ่งในเครื่องมือวัดที่อยู่บนยานไพโอเนียร์13 คือ ลาร์จโพรบนิวทรัลแมสสเปกโทรมิเตอร์หรือ แอลเอ็นเอ็มเอส ยานไพโอเนียร์ 13 ได้หย่อนอุปกรณ์นี้ลงไปในชั้นเมฆของดาวศุกร์ โดยมีร่มชูชีพช่วยชลอความเร็ว แอลเอ็นเอ็มเอสได้ตรวจวัดสภาพแวดล้อมรอบด้านและส่งข้อมูลกลับมายังโลกก่อนจะถูกบรรยากาศของดาวศุกร์บดขยี้ไป
ในขณะนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้พุ่งความสนใจไปที่สารเคมีตัวอื่นและกลับมองข้ามสัญญานของสารประกอบฟอสฟอรัสไป ข้อมูลจากไพโอเนียร์ 13 เผยว่า ที่ชั้นเมฆระดับกลางของดาวศุกร์มีสัญญาณของฟอสฟีนเช่นกัน และยังพบสเปกตรัมของอะตอมฟอสฟอรัสในบรรยากาศด้วย ซึ่งเป็นไปได้ว่าอาจเกิดมาจากแก๊สอย่างฟอสฟีนแตกตัวออกก็ได้
นอกจากนี้คณะของโมกุลยังพบหลักฐานของสารเคมีบางชนิดที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นเองได้ตามธรรมชาติในชั้นเมฆของดาวศุกร์เพิ่มขึ้นอีกด้วยเช่น คลอรีน ออกซิเจน และไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์
แอลเอ็นเอ็มเอสไม่ได้ถูกสร้างมาเพื่อตรวจจับสารประกอบประเภทฟอสฟีนจึงใช้แยกแยะแก๊สที่มวลใกล้เคียงกับฟอสฟีนได้ไม่ง่ายนัก แต่ข้อมูลจากไพโอเนียร์ 13 ก็พบแก๊สที่มีมวลเท่าฟอสฟีนในสัดส่วนใกล้เคียงกับสัดส่วนของฟอสฟีนที่คณะของกรีฟส์พบ นี่ย่อมให้น้ำหนักแก่การค้นพบของกรีฟส์ได้ในระดับหนึ่ง
นอกจากคณะของโมกุลแล้วนักวิทยาศาสตร์คณะอื่นก็ได้วิจัยเรื่องนี้เพิ่มเติมเช่นเดียวกัน บางคณะพยายามศึกษาว่าสิ่งมีชีวิตปริมาณเท่าใดที่จะสร้างฟอสฟีนในระดับที่กรีฟส์พบได้ บางคณะพยายามอธิบายว่าภูเขาไฟก็สร้างฟอสฟีนได้เหมือนกัน แต่งานที่สั่นสะเทือนงานวิจัยของกรีฟส์มากที่สุด กลับมาจากคณะนักวิทยาศาสตร์ที่มีส่วนสนับสนุนงานวิจัยของกรีฟส์เอง
นักวิทยาศาสตร์คณะนี้นำโดยอิกนัส สเนลเลน ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยไลเดินของเนเธอร์แลนด์ นักดาราศาสตร์คณะนี้ได้มีส่วนสนับสนุนโดยให้สคริปต์ที่ใช้ในการประมวลข้อมูลของอัลมาที่ปรับปรุงใหม่แก่คณะของกรีฟส์
คณะของสเนลเลนได้วิเคราะห์วิธีการปรับเทียบสเปกตรัมของกรีฟส์แล้วพบว่าบางขั้นตอนอาจทำให้เกิดข้อมูลผิดเพี้ยนได้ โดยเฉพาะเรื่องของการขจัดคลื่นรบกวนเพื่อเพิ่มอัตราส่วนสัญญาณต่อคลื่นรบกวน (S/N ratio) การขจัดคลื่นรบกวนทำได้โดยการเปรียบเทียบสัญญาณที่ต้องการกับคลื่นรบกวนพื้นหลังแล้วนำมาหักล้างกัน ซึ่งคณะของกรีฟส์ละเลยขั้นตอนนี้ไป
คณะของสเนลเลนได้วิเคราะห์ข้อมูลการสำรวจของอัลมาอีกครั้งโดยใช้ข้อมูลดิบชุดเดียวกันกับที่กรีฟส์ใช้ผลพบว่าสัญญาณของฟอสฟีนไม่เด่นพอที่จะยืนยันได้ว่ามีฟอสฟีนอยู่บนบรรยากาศดาวศุกร์จริง
อย่างไรก็ตามงานวิจัยของสเนลเลนยังเป็นงานที่เผยแพร่ทาง arxiv.org เท่านั้น ไม่ผ่านการพิชญพิจารณ์ ส่วนงานของกรีฟต์ได้รับการเผยแพร่ใน Nature astronomy แล้ว
ขณะนี้ทั้งองค์การนาซา องค์การอีซา องค์การอวกาศอินเดีย และองค์การอวกาศรัสเซีย ต่างมีโครงการจะส่งยานไปสำรวจดาวศุกร์ในอนาคตอันใกล้ ข้อมูลจากยานสำรวจเหล่านี้อาจช่วยให้ปริศนาฟอสฟีนบนดาวศุกร์ได้รับคำตอบที่ชัดเจนยิ่งขึ้น
หากใครอยากจะมองหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นนอกจากโลก
แต่เมื่อวันที่
นักดาราศาสตร์คณะดังกล่าวได้สำรวจดาวศุกร์ในย่านความถี่
เพื่อให้แน่ใจ
ฟอสฟีน
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ต้องการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวดวงอื่น
แม้ฟอสฟีนก็เป็นตัวบ่งชี้ชีวภาพเหมือนกัน
แต่ในกรณีของดาวศุกร์
แล้วบางสิ่งที่ว่านั้นคืออะไร
สิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ที่ร้อนดั่งขุมนรก เป็นไปได้หรือ?
แม้จะเป็นดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวสูงที่สุดในระบบสุริยะ
ทฤษฎีเรื่องสิ่งมีชีวิตในบรรยากาศดาวศุกร์ไม่ใช่เรื่องใหม่เสียทีเดียว
ภาพพื้นผิวของดาวศุกร์ ถ่ายโดยยานวีเนรา 13 ยานลำนี้ทนอยู่ในสภาพแสนโหดของดาวศุกร์ได้เพียงสองชั่วโมงเท่านั้นก่อนจะพังเสียหายไป
(จาก Roscomos)
อย่างไรก็ตาม
วิถีการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่อาจอยู่ได้บนบรรยากาศดาวศุกร์ เป็นจุลินทรีย์ที่เกาะกินอยู่กับละอองฝอยพร้อมกับคายฟอสฟีนออกมา วนเวียนขึ้นลงอยู่ระหว่างระดับ 40-60 กิโลเมตรเหนือพื้นผิว (จาก SARA SEAGER, JANUSZ J. PETKOWSKI, PETER GAO, WILLIAM BAINS, NOELLE C. BRYAN, SUKRIT RANJAN, AND JANE GREAVES. ASTROBIOLOGY. (2020))
ภาพดาวศุกร์จากยานอะคัตสึกิ สร้างโดยผนวกภาพที่ถ่ายในย่านความถี่อัลตราไวโอเลตและอินฟราเรดเข้าด้วยกัน
(จาก JAXA / ISAS / DARTS / Justin Cowart)
อย่างไรก็ตาม
เจอมาตั้งนานแล้ว แต่ไม่มีใครสังเกต
หากคิดว่าการพบสิ่งบ่งชี้ทางชีวภาพครั้งนี้น่าตื่นเต้นแล้ว
ทันทีที่มีการประกาศการค้นพบฟอสฟีนบนดาวศุกร์ออกมา
หนึ่งในเครื่องมือวัดที่อยู่บนยานไพโอเนียร์
ในขณะนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้พุ่งความสนใจไปที่สารเคมีตัวอื่น
นอกจากนี้คณะของโมกุลยังพบหลักฐานของสารเคมีบางชนิดที่ไม่น่าจะเกิดขึ้นเองได้ตามธรรมชาติในชั้นเมฆของดาวศุกร์เพิ่มขึ้นอีกด้วย
แอลเอ็นเอ็มเอสไม่ได้ถูกสร้างมาเพื่อตรวจจับสารประกอบประเภทฟอสฟีน
หรืออาจจะไม่ใช่
นอกจากคณะของโมกุลแล้ว
นักวิทยาศาสตร์คณะนี้นำโดย
คณะของสเนลเลนได้วิเคราะห์วิธีการปรับเทียบสเปกตรัมของกรีฟส์แล้วพบว่า
คณะของสเนลเลนได้วิเคราะห์ข้อมูลการสำรวจของอัลมาอีกครั้งโดยใช้ข้อมูลดิบชุดเดียวกันกับที่กรีฟส์ใช้
อย่างไรก็ตาม
ขณะนี้