นักวิทยาศาสตร์ได้นำข้อมูลการโฉบผ่านดวงจันทร์เอนเซลาดัสของยานแคสซินีมาวิเคราะห์ถึงสารประกอบภายในน้ำพุร้อนจนค้นพบโมเลกุลอินทรีย์เชิงซ้อนชนิดใหม่ที่พุ่งออกมาจากพื้นผิว เป็นสัญญาณชัดเจนถึงปฏิกิริยาเคมีอันซับซ้อนภายในมหาสมุทรใต้พื้นผิวน้ำแข็ง ซึ่งบางปฏิกิริยาที่ค้นพบนั้นอาจเกิดขึ้นจากกระบวนการทางชีวภาพของสิ่งมีชีวิตข้างใต้นั้น

ภาพถ่ายพื้นผิวความละเอียดสูงของดวงจันทร์เอนเซลาดัส โดยยานแคสซินี ภาพจาก NASA

การค้นพบมหาสมุทรใต้เปลือกน้ำแข็งของดวงจันทร์เอนเซลาดัสเกิดขึ้นในปี 2005 จากการโฉบผ่าน ละอองน้ำที่พวยพุ่งออกมาจากรอยแยก ของเหลวดังกล่าวจะเย็นตัวกลายเป็นละอองน้ำแข็งที่ส่วนมากตกกลับไปยังพื้นผิว แต่บางส่วนก็ลอยหลุดออกไปกลายเป็นวงแหวนที่ล้อมรอบดาวเสาร์

ผลจากการสำรวจละอองน้ำแข็งในชั้นวงแหวนของดาวเสาร์ พบว่าวงแหวนชั้น E ละอองน้ำแข็งมีโมเลกุลสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนอยู่จริง แต่ปัญหาคือหากเราจินตนาการว่าละอองน้ำแข็งที่เกิดขึ้นจากน้ำพุร้อนของดวงจันทร์เอนเซลาดัสไปก่อตัวเป็นวงแหวนชั้น E ของดาวเสาร์ ระยะเวลาตั้งแต่ออกมาจนไปเป็นวงแหวนนั้นใช้เวลาหลายร้อยถึงหลายพันปี ซึ่งหมายความว่าในระยะเวลานั้นโมเลกุลต่าง ๆ ที่อยู่ในน้ำแข็งอาจจะได้รับรังสียูวีและอนุภาคพลังงานสูงต่าง ๆ จนโมเลกุลเรียบง่ายภายในละอองน้ำแข็งได้มีการเปลี่ยนแปลงให้ซับซ้อนขึ้น นับเป็นสิ่งที่ยากต่อการประเมินว่าโมเลกุลอินทรีย์ที่ยานแคสซินีเจอ เป็นโมเลกุลที่เกิดขึ้นตั้งแต่ใต้มหาสมุทรหรือที่นอกอวกาศกันแน่

ภาพถ่ายน้ำพุที่พวยพุ่งขึ้นมาจากใต้พื้นผิวของดวงจันทร์เอนเซลาดัสที่ถูกถ่ายโดยยานแคสซินีขณะบินโฉบ ภาพจาก NASA

แม้การประเมินจะไม่ง่าย แต่ถึงอย่างนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็ยังมีข้อมูลจากเครื่องมือ Cosmic Dust Analyzer (CDA) ที่มีการติดตั้งไว้บนยานแคสซินีเมื่อตัวยานได้บินโฉบขั้วใต้ของดวงจันทร์เอนเซลาดัสอีกครั้งในปี 2008 ในครั้งนี้ตัวยานได้บินโฉบฝ่าละอองน้ำแข็งโดยตรง ละอองน้ำแข็งที่เพิ่งออกมาจากรอยแตกก็พุ่งชนเครื่องมือนี้ด้วยความเร็วสูงถึง 18 กิโลเมตรต่อวินาที หรือ 64,800 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

การที่เม็ดละอองน้ำแข็งพุ่งชนเครื่องมือ CDA ด้วยความเร็วสูงระดับนี้นับเป็นโชคดีของนักวิทยาศาสตร์ เพราะเม็ดละอองน้ำแข็งหากชนด้วยความเร็วต่ำมันจะแตกออกและปกคลุมตัวรับสัญญาณ ปิดกั้นสัญญาณของโมเลกุลอินทรีย์ แต่การชนด้วยความเร็วสูงจะทิ้งโมเลกุลอินทรีย์เอาไว้บนตัวรับสัญญาณและเผยให้เห็นถึงสัญญาณของโมเลกุลอินทรีย์อย่างชัดเจน

ภาพถ่ายวงแหวนชั้น E ของดาวเสาร์ที่มีดวงจันทร์เอนเซลาดัสอยู่กลางภาพ โดยจะเห็นแสงสะท้อนสว่างมาจากตัวดวงจันทร์ที่เกิดจากการปลดปล่อยมวลออกมาจากน้ำพุร้อนใต้ชั้นนำแข็ง ภาพจาก NASA

นักวิทยาศาสตร์ใช้เวลาหลายปีในการวิเคราะห์ว่าสัญญาณของโมเลกุลอินทรีย์ต่าง ๆ ที่เครื่องมือ CDA ตัวจับได้เป็นโมเลกุลของสารเคมีประเภทใดบ้าง จากการวิเคราะห์ครั้งล่าสุด นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบโมเลกุลชนิดใหม่ที่ไม่เคยตรวจพบมาก่อน เช่น สารประกอบไฮโดรคาร์บอนแบบสายยาว (Aliphatic) สารประกอบไฮโดรคาร์บอนแบบวงแหวนที่มีหมู่เอสเทอร์หรือพันธะคู่ในโครงสร้าง และอาจมีอะตอมของธาตุอื่นร่วมอยู่ในวงด้วย ((Hetero)Cyclic Ester/Alkenes) สารประกอบจำพวกอีเทอร์ที่มีคาร์บอนสองอะตอม (Ethers/Ethyl) และสารประกอบไนโตรเจนกับออกซิเจน ซึ่งโมเลกุลเหล่านี้มีบทบาทในห่วงโซ่ปฏิกิริยาเคมีที่นำไปสู่การเกิดโมเลกุลที่ซับซ้อนขึ้นและจำเป็นต่อการกำเนิดสิ่งมีชีวิตบนโลก

อีกทั้งจากการวิเคราะห์ข้อมูลนี้ร่วมกับข้อมูลสารอินทรีย์ในวงแหวนชั้น E ของดาวเสาร์ก็จะพบว่า วงแหวนชั้น E ของดาวเสาร์นั้นมีต้นกำเนิดมาจากมหาสมุทรใต้ชั้นน้ำแข็งของดวงจันทร์เอนเซลาดัสจริง และโมเลกุลอินทรีย์ที่อยู่ในวงแหวนก็มาจากข้างใต้มหาสมุทรนั้นจริง

ข้อมูลที่นำมาวิเคราะห์และได้รับการตีพิมพ์ล่าสุดนี้มาจากข้อมูลการสำรวจของยานแคสซินีที่มีอายุร่วม 20 ปีแล้ว แสดงให้เห็นถึงความสำคัญของโครงการสำรวจอวกาศที่แม้ภารกิจจะสิ้นสุดลงไปแล้วแต่ข้อมูลที่ได้จากยานอวกาศเหล่านี้สามารถนำหยิบกลับมาวิเคราะห์และสร้างองค์ความรู้ใหม่ ๆ ได้อย่างไม่มีที่สิ้นสุด และการค้นพบของยานแคสซินีเองก็เป็นหนึ่งในรากฐานสำคัญสำหรับภารกิจการสำรวจดวงจันทร์เอนเซลาดัสในอนาคตของ ESA ซึ่งทาง ESA เองก็มีแผนภารกิจในอนาคตที่จะกลับไปเยือนดวงจันทร์เอนเซลาดัสผ่านการบินโฉบและลงจอดบนพื้นผิวของดวงจันทร์เพื่อทำการเก็บข้อมูลและวิเคราะห์ถึงคุณสมบัติที่เอื้อต่อชีวิตของดวงจันทร์แห่งนี้ว่า มหาสมุทรใต้ชั้นน้ำแข็งนี้มีขนาดเท่าไร มีแหล่งพลังงานที่จำเป็นกับชีวิตหรือไม่ รวมถึงจะค้นธาตุที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตและสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนหรือไม่ ถือได้ว่าเป็นภารกิจที่เก็บข้อมูลโดยตรงจากผิวดวงจันทร์เพื่อตามหาสัญญาณของสิ่งมีชีวิต

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

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

ที่มาข้อมูล : ESA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ข้อมูลจากยานแคสซินีพบมหาสมุทรใต้ดวงจันทร์เอนเซลาดัสมีศักยภาพเอื้อต่อชีวิตจริง