พายุฝุ่นปิศาจ หรือ Dust Devil คือหนึ่งในปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาบนดาวอังคารที่มีฟิสิกส์การเกิดขึ้นของมันคล้ายกับภายในชั้นบรรยากาศโลกมาก หุ่นยนต์ Perseverance ของ NASA เพิ่งตรวจจับเสียงของการแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้าภายในพายุฝุ่นได้ เปิดทางสู่ความเข้าใจใหม่ของปรากฏการณ์นี้

ผลการศึกษาดังกล่าวตีพิมพ์ลงในวารสารวิชาการ Nature เมื่อวันที่ 26 พฤศจิกายนที่ผ่านมา หากว่ากันแล้วพายุฝุ่นบนดาวอังคารนับว่าเป็นปรากฏการณ์ที่พบได้ทั่วไป มีกระบวนการเกิดขึ้นคล้ายคลึงกับบนโลก เกิดจากกระแสลมอุ่นยกตัวขึ้นสูงแล้วกระแสลมเย็นไหลเข้ามาแทนที่ กระแสอากาศซึ่งเคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงดังกล่าวจะพาฝุ่นทรายลอยขึ้นกลายเป็นพายุฝุ่นหมุน ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่เอื้อต่อการเสียดสีระหว่างเม็ดฝุ่นจำนวนมากและมีการสะสมของประจุไฟฟ้าเกิดขึ้น

ภาพถ่ายพายุ Dust Devil จากวงโคจรของดาวอังคารโดยยาน MRO ภาพจาก NASA

หุ่นยนต์ Perseverance เองก็มีการออกแบบให้สามารถตรวจวัดสภาพอากาศบนดาวอังคารได้ผ่านเครื่องมือต่าง ๆ ในชุด Mars Environmental Dynamics Analyzer ไมโครโฟน และรวมกับอุปกรณ์ชิ้นอื่น ๆ อย่าง SuperCam

ก่อนหน้าที่หุ่นยนต์ Perseverance จะลงจอด นักวิทยาศาสตร์เคยตั้งสมมติฐานมานานแล้วว่าเม็ดฝุ่นขนาดเล็กที่เสียดสีและกระแทกกันในพายุฝุ่นอาจสร้างประจุไฟฟ้ามากพอจนเกิดประกายไฟขึ้นมาได้ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า Triboelectric Effect คล้ายกับเวลาที่คนเดินบนพรมด้วยถุงเท้าแล้วแตะลูกบิดประตูจนเกิดประกายเล็ก ๆ ซึ่งระดับพลังงานก็ใกล้เคียงกับประกายไฟในพายุฝุ่นบนดาวอังคาร

ข้อมูลจาก SuperCam พบปรากฏการณ์ทางไฟฟ้าทั้งหมด 55 ครั้งตั้งแต่ปี 2021 ในจำนวนี้ 16 ครั้งเกิดขึ้นขณะพายุฝุ่นเคลื่อนผ่านเหนือยานโดยตรง เสียงที่บันทึกได้ประกอบด้วยเสียงแตกตัวคล้ายประกายไฟ เสียงกำแพงของพายุหมุน และเสียงเม็ดฝุ่นกระทบไมโครโฟน ทำให้สามารถยืนยันสมมติฐานที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งไว้หลายทศวรรษว่าสภาพบรรยากาศเบาบางของดาวอังคารเอื้อต่อการเกิดแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้าจากการเสียดสีของเม็ดฝุ่นมากกว่าบนโลก

นักวิจัยยังพบด้วยว่า ปริมาณการปล่อยประจุไม่เพิ่มขึ้นในฤดูกาลที่มีพายุฝุ่นใหญ่ทั่วดาวอังคาร ซึ่งหมายความว่า การเกิดประกายไฟไม่ได้ขึ้นกับปริมาณฝุ่นที่มากขึ้นในอากาศ แต่ขึ้นกับการยกฝุ่นและทรายอย่างปั่นป่วนเฉพาะที่มากกว่า

ภาพถ่ายของพายุ Dust Devil ที่กำลังก่อตัวอยู่บนพื้นผิวของดาวอังคาร จากหุ่นยนต์ Perseverance ภาพจาก NASA

การค้นพบดังกล่าวสำคัญต่อความเข้าใจด้านเคมีในบรรยากาศดาวอังคาร เนื่องจากการปล่อยประจุไฟฟ้าสามารถเหนี่ยวนำให้เกิดสารกัดกร่อนรุนแรงอย่างคลอเรตและเพอร์คลอเรต ซึ่งมีคุณสมบัติทำลายโมเลกุลอินทรีย์บนพื้นผิวดาวอังคาร และอาจมีบทบาทต่อการสลายตัวอย่างรวดเร็วของก๊าซมีเทนซึ่งตรวจพบในปริมาณเล็กน้อยในช่วงที่ผ่านมา ปรากฏการณ์นี้จึงเกี่ยวข้องโดยตรงกับการประเมินศักยภาพการอยู่อาศัยและวิวัฒนาการของสภาพแวดล้อมบนดาวอังคาร

การทราบว่าบรรยากาศดาวอังคารสามารถมีประจุไฟฟ้าได้มากเพียงใดนับว่าเป็นข้อมูลสำคัญต่อการออกแบบอุปกรณ์หุ่นยนต์และภารกิจในอนาคต แม้ว่ายานสำรวจที่ปฏิบัติงานบนดาวอังคารตลอดหลายสิบปีที่ผ่านมาจะไม่พบความเสียหายจากไฟฟ้าสถิต แต่นับว่าหลักฐานชิ้นนี้ช่วยให้วิศวกรเข้าใจรูปแบบความเสี่ยงมากขึ้น และมีส่วนช่วยวางมาตรการด้านความปลอดภัยสำหรับมนุษย์ที่จะเดินทางไปสำรวจดาวอังคารในอนาคต เช่น การออกแบบอุปกรณ์ลดการจับของฝุ่นบนแผงโซลาร์เซลล์หรือพื้นผิวเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานของหุ่นยนต์และภารกิจการสำรวจดาวอังคารโดยมนุษย์

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

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

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

Perseverance บันทึกเสียงการแลกเปลี่ยนประจุไฟฟ้าพายุฝุ่นปิศาจบนดาวอังคารได้