รังสีเข้มข้นจากดาวฤกษ์ช่วยสร้างชีวิต เป็นไปได้หรือ?

เป็นเวลานานมาแล้วที่นักดาราศาสตร์พยายามค้นหาสิ่งมีชีวิตในดาวเคราะห์บริวารของดาวฤกษ์ดวงอื่นหรือที่เรียกว่าดาวเคราะห์ต่างระบบ ในการตีกรอบการค้นหาดังกล่าว นักดาราศาสตร์กำหนดเขตที่เรียกว่า เขตเอื้ออาศัย (habitable zone) ซึ่งหมายถึงวงโคจรรอบรอบดาวฤกษ์ที่ไม่ใกล้ดาวฤกษ์จนร้อนเกินไป และไม่ไกลจากดาวฤกษ์จนหนาวเกินไป มีอุณหภูมิพอเหมาะที่น้ำจะอยู่ในสถานะของเหลวบนพื้นผิวได้

ดาวฤกษ์ทุกดวงจึงมีเขตเอื้ออาศัยของตนเอง เช่นดวงอาทิตย์ของเราก็มีเขตเอื้ออาศัย และโลกเราก็โชคดีที่โคจรอยู่ในเขตนี้ สิ่งมีชีวิตจึงอุบัติและคงอยู่ได้บนโลกใบนี้

ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ในเอกภพเป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็ก มวลต่ำ เรียกว่า ดาวแคระแดง เป็นดาวที่มีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำ จึงมีเขตเอื้ออาศัยอยู่ใกล้ชิดดาวฤกษ์มาก เขตเอื้ออาศัยที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากจะไม่เป็นปัญหาแต่อย่างใดหากดาวฤกษ์ดวงนั้นแผ่รังสีอย่างสม่ำเสมอไม่มีการปะทุที่แผ่รังสีรุนแรงออกมา แต่ปัญหาคือ ดาวแคระแดงไม่เป็นเช่นนั้น ดาวประเภทนี้มีกัมมันตภาพรุนแรงและบ่อยครั้ง เช่น การลุกจ้า การเกิดกัมมันตภาพแต่ละครั้งจะแผ่รังสีอัลตราไวโอเลตรุนแรงออกมา ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตที่อยู่ใกล้เคียงทั้งหมด หากดาวประเภทนี้มีดาวเคราะห์และโคจรอยู่ในระยะไม่ไกลมากนัก ลมดาวที่รุนแรงก็อาจพัดให้บรรยากาศของดาวเคราะห์สูญสลายไปได้ นอกจากนี้รังสีอัลตราไวโอเลตเข้มข้นจากการลุกจ้าก็จะทำลายโครงสร้างมูลฐานของสิ่งมีชีวิต จนหมดโอกาสที่จะสิ่งมีชีวิตจะอุบัติขึ้น ระบบสุริยะรอบดาวแคระแดงจึงเป็นสถานที่ที่นักดาราศาสตร์เชื่อว่าไม่น่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่

นักดาราศาสตร์คณะหนึ่งนำโดย เกา ตงหยาง จากมหาวิทยาลัยหนานจิงคิดต่างออกไป เขามองว่ารังสีอัลตราไวโอเลตในด้านหนึ่งอาจเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิต แต่ในอีกด้านหนึ่ง รังสีอัลตราไวโอเลตก็ช่วยเอื้อต่อการเกิดสิ่งมีชีวิตด้วยเหมือนกัน ความคิดนี้ทำให้ระบบสุริยะของดาวแคระแดงไม่ใช่เขตปลอดชีวิตเสียทีเดียว



ทฤษฎีนี้มองคำว่า "เขตเอื้ออาศัย" เป็นสองความหมาย ความหมายแรกคือบริเวณรอบดาวฤกษ์ที่มีน้ำอยู่บนพื้นผิวดาวเคราะห์ได้ ซึ่งความหมายเดิมที่ใช้กัน เรียกว่าเขตเอื้ออาศัยเชิงน้ำ อีกความหมายหนึ่งคือ บริเวณรอบดาวฤกษ์ซึ่งมีความเข้มของรังสีอัลตราไวโอเลตเข้มข้นในระดับที่กระตุ้นปฏิกิริยาเคมีที่ทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตได้ แต่ไม่รุนแรงเกินจนทำลายดีเอ็นเอ เรียกว่า เขตเอื้ออาศัยเชิงอัลตราไวโอเลต

นักดาราศาสตร์คณะนี้เสนอแนวคิดว่าว่าการลุกจ้ารุนแรงบนดาวฤกษ์ขนาดเล็ก ทำให้เขตเอื้ออาศัยเชิงอัลตราไวโอเลตขยายใหญ่ขึ้นได้ และหากเขตเอื้ออาศัยเชิงอัลตราไวโอเลตกับเขตเอื้ออาศัยเชิงน้ำซ้อนเหลื่อมกัน บริเวณที่ซ้อนเหลื่อมกันนี้ย่อมเป็นที่ที่มีความเหมาะสมที่สิ่งมีชีวิตจะดำรงอยู่ได้ การวิจัยพิจารณาเขตเอื้ออาศัยทั้งสองแบบ และดูว่าการลุกจ้าจากดาวฤกษ์มีผลต่อขนาดของเขตเอื้ออาศัยอย่างไร และเปรียบเทียบขนาดของเขตเอื้ออาศัยทั้งสองแบบว่าแตกต่างกันอย่างไร และซ้อนเหลื่อมกันหรือไม่



คณะของเกาศึกษาดาวเคราะห์ต่างระบบจำนวนเก้าดวง ในจำนวนนี้ แปดดวงเป็นดาวเคราะห์หิน อีกดวงหนึ่งเป็นดาวเคราะห์แก๊สคล้ายดาวเนปจูน ทั้งหมดเป็นบริวารของดาวแคระสเปกตรัมเอ็ม (สีแดง) และเค (สีส้ม)

ดาวแคระสเปกตรัมเอ็ม (ดาวแคระแดง) เป็นดาวชนิดนี้มีจำนวนมากที่สุด คาดว่าดาวในดาราจักรช้างเผือกเป็นดาวชนิดนี้ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ ตัวอย่างดาวชนิดนี้ที่เป็นที่รู้จักกันดีที่สุดน่าจะเป็นดาวแทรปพิสต์-1 (TRAPPIST-1) ดาวฤกษ์ดวงนี้มีดาวเคราะห์เป็นบริวารไม่น้อยกว่าเจ็ดดวง และในจำนวนนี้มีดวงที่อยู่ในเขตเอื้ออาศัยมากถึงสามดวง


ผลการวิจัยแสดงว่า มีดาวเคราะห์ต่างระบบสามดวง ได้แก่ เคโอไอ-8012.01 (KOI-8012.01), เคโอไอ-8047.01 (KOI-8047.01) และ เคโอไอ-7703.01 (KOI-7703.01) มีวงโคจรอยู่ในเขตที่ซ้อนเหลื่อมกันระหว่างเขตเอื้ออาศัยทั้งสองแบบ นับเป็นการเพิ่มความน่าจะเป็นที่ดาวเคราะห์ทั้งสามนี้จะมีสิ่งมีชีวิต

แน่นอนว่า การที่ดาวเคราะห์มีวงโคจรอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของทั้งสองแบบ ไม่ได้แปลว่าดาวเคราะห์ดวงนั้นอยู่อาศัยได้ การจะอยู่อาศัยได้หรือไม่นั้นยังขึ้นกับหลายปัจจัย ทั้งเรื่องน้ำ อุณหภูมิ สภาพทางธรณีวิทยา องค์ประกอบของตัวดาวเคราะห์เองและองค์ประกอบของบรรยากาศ แต่การรู้ที่อยู่ของดาวเคราะห์แต่ละดวงในเขตเอื้ออาศัยทั้งสองชนิด ย่อมเป็นประโยชน์ในการค้นหาดาวเคราะห์ต่างระบบที่มีสิ่งมีชีวิตได้อย่างแน่นอน