นักวิทยาศาสตร์ได้วิเคราะห์ผลการศึกษาใหม่พบว่า โลกในยุคแรกเริ่มอาจได้รับธาตุสำคัญบางชนิดที่เอื้อต่อการกำเนิดชีวิต และจากการศึกษาพบเพิ่มเติมว่าดาวพฤหัสบดีอาจเป็นส่วนที่มีบทบาทกระจายธาตุเหล่านี้ไปทั่วระบบสุริยะที่เพิ่งก่อตัวขึ้น รวมถึงเพิ่มโอกาสให้ธาตุสำคัญเหล่านี้เดินทางมาถึงโลก
ระบบสุริยะก่อตัวขึ้นจากกลุ่มก๊าซและฝุ่นละอองที่หมุนวนอยู่รอบดวงอาทิตย์เมื่อกว่า 4.5 พันล้านปีก่อน ก๊าซเหล่านี้บรรจุวัตถุดิบที่จำเป็นต่อการสร้างดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และสิ่งมีชีวิต แม้ดาวเคราะห์ดวงต่าง ๆ ในระบบสุริยะจะเกิดขึ้นด้วยองค์ประกอบตั้งต้นที่คล้ายคลึงกัน แต่โลกกลับมีความพิเศษตรงที่สามารถเอื้อต่อการกำเนิดและรักษาสิ่งมีชีวิตให้อยู่รอดในระยะยาวได้ ความพิเศษนี้อาจหมายความว่า โลกได้รับองค์ประกอบบางอย่างที่แตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่นในช่วงเวลาก่อกำเนิด จนนำมาสู่การพัฒนาเป็นโลกอย่างที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน
การศึกษาก่อนหน้านี้มักพุ่งประเด็นไปที่ว่า โลกอาจได้รับวัตถุดิบแห่งชีวิตผ่านการพุ่งชนของอุกกาบาตในช่วงเวลาที่เหมาะสม อุกกาบาตคือเศษซากที่หลงเหลือจากการก่อกำเนิดระบบสุริยะเมื่อ 4.5 พันล้านปีก่อน นักวิทยาศาสตร์เคยเชื่อว่าอุกกาบาตจากขอบนอกของระบบสุริยะคือผู้นำพาธาตุสำคัญอย่างไนโตรเจนและฟอสฟอรัสเดินทางมาสู่โลก
แต่งานวิจัยล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสารวิชาการ Science Advances ได้ให้มุมมองที่ต่างออกไป ทีมวิจัยได้ตรวจวัดและแยกประเภทกลุ่มตัวอย่างอุกกาบาตออกเป็นสองชนิดเพื่อวิเคราะห์อัตราส่วนระหว่างธาตุฟอสฟอรัสต่อไนโตรเจน (P/N) ได้แก่ อุกกาบาตเหล็ก (iron meteorites) และคอนไดรต์ (chondrites)
ดาวพฤหัสบดี ภาพจาก NASA
อุกกาบาตสองประเภทนี้เกิดขึ้นไม่พร้อมกัน อุกกาบาตโลหะเป็นกลุ่มแรกที่ก่อตัวและเย็นตัวลงในระบบสุริยะของเรา มีธาตุหลักของเหล็กและนิกเกิล ส่วนอุกกาบาตประเภทคอนไดรต์เนื้อวัสดุจะเป็นหินและเป็นกลุ่มใหญ่ที่พบบนโลก คอนไดรต์เป็นการเย็นตัวในระลอกที่สองหลังจากที่ดาวเคราะห์น้อยประเภทโลหะเย็นตัวลงไปแล้ว 2–3 ล้านปี
นักวิทยาศาสตร์ให้ความสำคัญกับคอนไดรต์เป็นอย่างมาก เพราะอุกกาบาตกลุ่มนี้เปรียบเสมือนแคปซูลกาลเวลาที่เก็บหลักฐานสภาพแวดล้อมดั้งเดิมเอาไว้ ภายในเนื้อหินของคอนไดรต์จะมีเม็ดกลมขนาดเล็กที่เรียกว่าคอนดรูล (chondrule) ซึ่งเกิดจากฝุ่นละอองในยุคแรกเริ่มที่หลอมละลายแล้วเย็นตัวลงอย่างรวดเร็ว ด้วยเหตุนี้ อุกกาบาตทั้งสองกลุ่มจึงล้วนเป็นผลผลิตของระบบสุริยะในยุคต้น เพียงแต่เกิดต่างยุคและต่างสถานที่ นักวิทยาศาสตร์จึงใช้อัตราส่วน P/N ในอุกกาบาตเหล่านี้เป็นเครื่องมือแกะรอยว่า แหล่งกำเนิดมีความแตกต่างกันอย่างไร
ผลการศึกษาพบว่าสถานที่ก่อตัวของอุกกาบาตส่งผลต่ออัตราส่วน P/N อย่างชัดเจน ในกลุ่มอุกกาบาตเหล็ก (รุ่นแรก) พบว่าอัตราส่วน P/N จะมีปริมาณสูงในบริเวณระบบสุริยะชั้นนอก และลดหลั่นลงเมื่อเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ แต่ในกลุ่มคอนไดรต์ (รุ่นที่สอง) แนวโน้มกลับตรงกันข้าม อัตราส่วน P/N ที่สูง กลับไปกระจุกตัวอยู่บริเวณระบบสุริยะชั้นในแทน
ตามทฤษฎีแล้ว การกระจายตัวของธาตุเหล่านี้ควรจะถูกพัดพาออกไปหนาแน่นบริเวณรอบนอกของระบบสุริยะ แต่โลกของเราซึ่งอยู่ในระบบสุริยะชั้นใน กลับมีอัตราส่วนของฟอสฟอรัสต่อไนโตรเจนที่สูงมาก ซึ่งเป็นสัดส่วนที่เอื้อให้เซลล์สิ่งมีชีวิตเซลล์แรกสามารถก่อตัวขึ้นได้
ข้อสันนิษฐานของเรื่องนี้คือ ในระหว่างการก่อตัวของดาวเคราะห์รุ่นแรกที่เป็นโลหะ มีการไหลบ่าของสสารออกสู่ภายนอก ทำให้อัตราส่วน P/N ของสสารในระบบสุริยะชั้นนอกสูงขึ้น แต่เมื่อเวลาผ่านไป ดาวพฤหัสบดีถือกำเนิดขึ้น ด้วยมวลและแรงโน้มถ่วงอันมหาศาล ดาวพฤหัสบดีทำหน้าเป็นเหมือนกับกำแพงที่ปิดกั้นสสารจากระบบสุริยะชั้นในเดินทางไหลออกสู่ระบบสุริยะชั้นนอก ทำให้ดาวเคราะห์ต้นกำเนิดในกลุ่มของคอนไดรต์ถูกกักเก็บไว้ในระบบสุริยะภายใน ในอัตราส่วนที่มากกว่ากลุ่มโลหะที่เกิดขึ้นมาก่อนหน้านี้
แบบจำลองทางเคมีธรณียังยืนยันด้วยว่า สัดส่วน P/N บนโลกในปัจจุบัน ตรงกับลักษณะทางเคมีของวัตถุในระบบสุริยะชั้นในมากที่สุด เดบจีต พาธัก (Debjeet Pathak) หัวหน้าทีมวิจัย สรุปว่า โลกได้รับฟอสฟอรัสและไนโตรเจนอันเป็นรากฐานของชีวิตมาจากพื้นที่ระบบสุริยะชั้นในโดยตรง ซึ่งหักล้างความเชื่อเดิมที่ว่าโลกต้องพึ่งพาสารอาหารเหล่านี้จากการพุ่งชนของอุกกาบาตจากระบบสุริยะชั้นนอกในปริมาณมหาศาล
งานวิจัยนี้จึงเป็นหนึ่งในการค้นพบครั้งสำคัญที่กล่าวว่าดาวพฤหัสบดีนั้นส่งผลต่อวิวัฒนาการของโลกและระบบสุริยะและนำมาสู่ระบบสุริยะที่เรารู้จักกันในปัจจุบัน และไม่ได้เพียงตอบคำถามว่าการกระจายสสารสำคัญต่อการกำเนิดชีวิตบนโลกในอดีตอย่างไร แต่ยังเป็นเข็มทิศชี้ทางสู่อนาคตในการตามหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก เพราะเป็นข้อพิสูจน์ชั้นดีว่า หากเราต้องการพบดาวเคราะห์ที่มีสัดส่วนสารเคมีเอื้อต่อสิ่งมีชีวิตแบบโลก การมองหา "ระบบดาวที่มีดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์" ทำหน้าที่เป็นผู้ควบคุมและกระจายทรัพยากรแบบดาวพฤหัสบดี อาจเป็นกุญแจสำคัญที่สุดในการไขปริศนาชีวิตในจักรวาลอันกว้างใหญ่นี้
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
