ทำไม “ดาวศุกร์” ถึงร้อนที่สุดในระบบสุริยะ

“ดาวศุกร์” ดาวเคราะห์ที่เปรียบเปรยกันว่าเป็นฝาแฝดของโลก แต่ในความเป็นจริง ดาวศุกร์แทบจะห่างไกลจากคำว่า “ฝาแฝด” อย่างสุดขั้ว เพียงแค่อุณหภูมิพื้นผิวก็สูงจนตะกั่วหลอมละลาย ดาวเคราะห์ที่มีขนาดใกล้เคียงกับโลกของเราดวงนี้ เหตุใดจึงแตกต่างกันได้อย่างมากมาย

เราทราบกันดีว่า ดาวศุกร์คือดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ แม้ว่าจะไม่ได้อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุดก็ตาม หากเปรียบเทียบกับดาวพุธซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด ยังมีอุณหภูมิพื้นผิวอยู่ที่ 430°C แต่ดาวศุกร์มีอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยอยู่ที่ 464°C และสามารถพุ่งไปได้สูงถึง 482°C ทั้งที่มันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวพุธหลายเท่า

ภาพวาดอธิบายอุณหภูมิและความหนาแน่นของชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูงต่าง ๆ ภาพจาก O’Rourke, J.G., Wilson, C.F., Borrelli, M.E. et al.

สาเหตุที่ดาวศุกร์ร้อนกว่าดาวพุธเป็นอย่างมากนั้นมาจากปรากฏการณ์เรือนกระจกภายในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ซึ่งสะสมความร้อนจากดวงอาทิตย์และไม่แผ่ความร้อนที่ได้รับเหล่านี้ออกไปสู่อวกาศภายนอก ชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นเต็มไปด้วยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมหาศาล มีอัตราส่วนที่มากถึง 96.5% ซึ่งเราทราบกันดีถึงคุณสมบัติของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ว่าเป็นตัวการหลักที่ทำให้เกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกภายในโลกของเราและทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงของสภาพภูมิอากาศของโลก

ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ปริมาณมากมายมหาศาลภายในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์คือหนึ่งในปริศนาสำคัญ เพราะเมื่อเราคำนวณอัตราส่วนคาร์บอนต่อธาตุอื่น ๆ ภายในดาวศุกร์ เราจะพบว่าปริมาณของคาร์บอนของดาวศุกร์และโลกนั้นอยู่ในอัตราที่ใกล้เคียงกันมาก แสดงว่าการเกิดขึ้นของดาวศุกร์และโลกเมื่อครั้งอดีตกาลควรจะคล้ายคลึงกัน นักวิทยาศาสตร์บางกลุ่มถึงกับเชื่อว่า ดาวศุกร์ในอดีตอาจจะมีสภาพแวดล้อมที่มีมหาสมุทรและชั้นบรรยากาศคล้ายกับโลก แต่เกิดเหตุการณ์หายนะร้ายแรงบางอย่างบนดาวศุกร์ที่ทำลายสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อชีวิตของดาวศุกร์ไปตลอดกาล

แม้ปัจจุบันเราแทบไม่มีหลักฐานว่าดาวศุกร์เคยมีน้ำอยู่ เพราะด้วยอุณหภูมิที่สูงเกินไป การสำรวจพื้นผิวของดาวศุกร์จึงเต็มไปด้วยความยากลำบาก แต่นักวิทยาศาสตร์หลายกลุ่ม ก็เชื่อว่าครั้งหนึ่งดาวศุกร์อาจจะมีน้ำบนพื้นผิวเหมือนกับโลกของเราจริง ๆ

ภาพถ่ายของดาวศุกร์ในช่วงคลื่น UV จากยานอวกาศ Akatsuki ที่ถูกตกแต่ง ซึ่งจะเห็นได้ว่าชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์นั้นหนาแน่นจนไม่สามารถมองเห็นพื้นผิวของมันได้เลย

สิ่งที่เราทราบกันในวันนี้คือดาวศุกร์นั้นไม่มีสนามแม่เหล็ก ส่งผลให้น้ำถูกพัดพาหายไปจากชั้นบรรยากาศ เช่นเดียวกับ ดาวอังคารที่เมื่อสูญเสียสนามแม่เหล็กไปแล้วก็ส่งผลให้น้ำบนพื้นผิวนั้นระเหิดหลุดหายไปในอวกาศในเวลาไม่นานและกลายสภาพเป็นดาวเคราะห์ที่แห้งแล้งเหมือนดังทุกวันนี้ แต่หากเราใช้ดาวอังคารเป็นตัวอย่างเทียบเคียง เราจะพบว่าดาวอังคารมีชั้นบรรยากาศที่เบาบางมาก ที่เป็นเช่นนี้เพราะชั้นบรรยากาศของดาวอังคารหลุดหายไปจากการที่ไม่มีสนามแม่เหล็ก แต่ดาวศุกร์เองก็ไม่มีสนามแม่เหล็กเช่นกัน แต่เหตุใดชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์จึงหนาแน่นกว่าดาวอังคารหลายเท่า และหนาแน่นกว่าชั้นบรรยากาศของโลกเสียด้วยซ้ำ หมายความว่าการสูญเสียน้ำไปจากชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์อาจจะไม่ได้เกิดจากการสูญเสียสนามแม่เหล็กเหมือนกับที่ใช้อธิบายกับดาวอังคารได้

อีกทฤษฎีหนึ่งอธิบายว่า ทั้งโลกและดาวศุกร์มีต้นกำเนิดเดียวกัน และสภาพของดาวศุกร์นั้นก็คือสภาพของโลกเมื่อ 4 พันล้านปีก่อน ก่อนที่จะมีน้ำบนพื้นผิวของโลก ซึ่งเราก็อาจจะใช้สิ่งนี้อธิบายวิวัฒนาการของดาวศุกร์ได้เช่นกัน ผ่านหลักฐานสนับสนุนเช่นการพบโครงสร้างโคโรนาบนพื้นผิวของดาวศุกร์ ซึ่งเราเชื่อว่าโลกของเราในอดีตน่าจะมีโครงสร้างลักษณะนี้บนพื้นผิว แต่ได้สูญหายไปตามกาลเวลาเนื่องจากการขยับตัวของแผ่นเปลือกโลก ดังนั้นดาวศุกร์อาจจะเป็นดาวเคราะห์ที่คล้ายกับโลกมาตั้งแต่เมื่อมันก่อกำเนิดขึ้นมา เพียงแต่ว่าดาวเคราะห์โลกของเราเปลี่ยนแปลงไปจากการที่มีน้ำบนพื้นผิว จนวิวัฒนาการมาเป็นโลกที่เรารู้จักกันในทุกวันนี้

ภาพถ่ายพื้นผิวของดาวศุกร์ภาพแรกโดยยานเวเนรา 9 ซึ่งถูกตกแต่งและปรับแก้การบิดเบือนของเลนส์ภาพแล้ว จะเห็นถึงความแห้งแล้งบนพื้นผิวดาวศุกร์ไม่เหมือนกับสภาพพื้นผิวของฝาแฝดอย่างโลก

ปัจจุบันยังพบน้ำปริมาณที่เล็กน้อยมากภายในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ คาดว่าไอน้ำเหล่านี้เกิดจากปฏิกิริยาทางเคมีอันเกิดจากแสงอัลตราไวโอเลต็กับสารเคมีภายในชั้นบรรยากาศ และไอน้ำที่เกิดจากกิจกรรมของภูเขาไฟ

แม้ดาวศุกร์จะเต็มไปด้วยปริศนาที่ควรจะคลี่คลายได้ด้วยการส่งยานไปสำรวจ แต่มันเต็มไปด้วยอุปสรรคมากมาย หนึ่งในนั้นคือการที่ไม่สามารถส่งยานอวกาศไปสำรวจพื้นผิวของดาวศุกร์โดยตรง เป็นระยะเวลานานได้ ต้องอาศัยการศึกษาผ่านคลื่นวิทยุอย่าง InSAR (Interferometric Synthetic Aperture Radar) เพื่อจำลองรูปร่างของพื้นผิวของดาวศุกร์ขึ้นมาผ่านการใช้คลื่นวิทยุสะท้อนกลับมา ซึ่งมีโครงการในอนาคตอีกสี่โครงการที่จะเดินทางไปสำรวจดาวศุกร์นั้นก็คือ DAVINCI และ VERITAS ของ NASA โครงการ Venera-D ของรัสเซีย และโครงการ EnVision ของ ESA ซึ่งจะเติมเต็มองค์ความรู้เกี่ยวกับดาวศุกร์ของเราและไขปริศนาของดาวศุกร์ได้เพิ่มมากขึ้น เพื่อที่เราจะได้กลับมาทำความเข้าใจโลกของเราได้เพิ่มมากขึ้น

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech