งานวิจัยใหม่ชี้ เจอ 'Oxygen' บนดาวอื่น อาจไม่ใช่สัญญาณสิ่งมีชีวิตเสมอไป

ที่ผ่านมา Oxygen ถือเป็นจอกศักดิ์สิทธิ์ในวงการดาราศาสตร์ชีววิทยา (Astrobiology) สำหรับการตามหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก เพราะบนโลกของเรา ก๊าซชนิดนี้มีอยู่ล้นเหลือก็เพราะกระบวนการทางชีววิทยา แต่ดูเหมือนว่ากฎข้อนี้อาจใช้ไม่ได้กับดาวดวงอื่นเสมอไป เมื่อรายงานการวิจัยฉบับใหม่บน arXiv นำโดย Margaret Turcotte Seavey จาก NASA Goddard Space Flight Center และ Johns Hopkins University ออกมาเบรกความหวังว่า การเจอสัญญาณ Oxygen เข้มข้นบนดาวเคราะห์นอกระบบ (Exoplanet) อาจไม่ใช่เครื่องการันตีว่าดาวดวงนั้นจะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่

จุดเริ่มต้นของเรื่องนี้ต้องย้อนกลับไปในปี 2015 เมื่อมีงานวิจัยระบุว่า ดาวเคราะห์ที่แห้งแล้งซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์แคระแดง (M dwarf) สามารถมีปริมาณ Oxygen ในชั้นบรรยากาศสูงปรี๊ดจนเทียบเท่าโลกได้ โดยไม่ต้องพึ่งพาสิ่งมีชีวิตเลยแม้แต่น้อย (Abiotic process) สาเหตุเพราะดาวฤกษ์ประเภทนี้ซึ่งพบได้มากที่สุดในกาแล็กซี มักจะสาดรังสี UV สุดโหดออกมาทำปฏิกิริยากับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนดาวเคราะห์ แตกตัวกลายเป็นคาร์บอนมอนอกไซด์และ Oxygen ผ่านกระบวนการที่เรียกว่า Photolysis ทำให้บรรยากาศดูเหมือนมีสิ่งมีชีวิต ทั้งที่จริงๆ เป็นแค่ก้อนหินอาบรังสี

แต่ทีมวิจัยของ Seavey ได้ตั้งคำถามที่น่าสนใจขึ้นมาว่า "แล้วถ้าดาวดวงนั้นมีไอน้ำผสมอยู่ด้วยล่ะ?" พวกเขาจึงใช้แบบจำลองสภาพภูมิอากาศและเคมีแสงที่ซับซ้อนชื่อ Atmos จำลองสภาพดาวเคราะห์หินขนาดเท่าดาวอังคารที่มีชั้นบรรยากาศเป็นคาร์บอนไดออกไซด์ โคจรรอบดาว M dwarf แต่คราวนี้ลองปรับเพิ่มลดปริมาณ 'ไอน้ำ' เข้าไปดู

ผลลัพธ์ที่ได้ทำเอาหักมุม เพราะเมื่อมีไอน้ำเข้ามาเอี่ยว ปริมาณ Oxygen สูงสุดที่เกิดขึ้นกลับหยุดอยู่แค่ 2.7% เท่านั้น (น้อยกว่าบนโลกเกือบ 10 เท่า) กลไกเบื้องหลังคือ รังสี UV ตัวดีนอกจากจะทำลายคาร์บอนไดออกไซด์แล้ว ยังไปทำลายโมเลกุลของน้ำด้วย ทำให้เกิดอนุมูลอิสระ Hydroxyl (OH) ซึ่งเจ้า OH นี่แหละที่ทำตัวเป็นตัวเร่งปฏิกิริยา จับเอา Oxygen อิสระและคาร์บอนมอนอกไซด์มาประกอบร่างกลับเป็นคาร์บอนไดออกไซด์เหมือนเดิม ทำให้ Oxygen ไม่มีโอกาสสะสมตัวในชั้นบรรยากาศได้เลย

สรุปง่ายๆ คือ ถ้าเราส่องกล้องไปเจอขุมทรัพย์ Oxygen ปริมาณมหาศาลพร้อมกับ 'ไอน้ำ' นั่นแหละถึงจะเป็นสัญญาณระดับ Smoking Gun ที่บ่งบอกว่าน่าจะมีสิ่งมีชีวิตอยู่จริง (เหมือนโลกของเรา) แต่ถ้าเจอแค่ Oxygen เดี่ยวๆ บนดาวที่แห้งเป็นผง ก็เตรียมใจไว้เลยว่าอาจเป็นแค่สัญญาณลวง ซึ่งการถูกสับขาหลอกในวงการนี้ไม่ใช่เรื่องแปลก ก่อนหน้านี้เราก็เคยมีประเด็นที่ กล้อง JWST พบ Phosphine บนดาวแคระน้ำตาล จนทำเอาทฤษฎีสิ่งมีชีวิตบนดาวศุกร์ต้องกลับมาทบทวนกันใหม่ หรือแม้แต่ ดาวเคราะห์ที่เคยคิดว่าเป็นโลกมหาสมุทร ก็อาจเป็นแค่ทะเลทรายซ่อนรูป

งานวิจัยชิ้นนี้ถือเป็นคู่มือชั้นดีสำหรับภารกิจสำรวจอวกาศในอนาคตอย่างกล้องโทรทรรศน์ Habitable Worlds Observatory และ LIFE ว่านักดาราศาสตร์ต้องมองภาพรวมของชั้นบรรยากาศทั้งระบบ ไม่ใช่แค่ตื่นเต้นกับก๊าซตัวใดตัวหนึ่ง อุตส่าห์ดีใจนึกว่าเจอเพื่อนบ้านใหม่ ที่ไหนได้อาจเป็นแค่ก้อนหินแห้งๆ ที่โดนรังสีเผาจนสุกงอมเท่านั้นเอง