พบ “น้ำ” ใน “ระบบดาวเคราะห์” ที่กำลังก่อตัว

การเกิดขึ้นของ “น้ำ” ใน “ระบบดาวเคราะห์” คืออีกสิ่งหนึ่งที่เป็นปริศนาอยู่ นี่คือครั้งแรกที่เราสามารถตรวจจับน้ำระหว่างที่ระบบดาวเคราะห์กำลังก่อกำเนิด

น้ำคืออีกหนึ่งในมวลสารหลักในการก่อกำเนิดดาวเคราะห์ แต่ถึงกระนั้นจนถึงตอนนี้ เรายังคงไม่เข้าใจว่าโมเลกุลน้ำมีการกระจายตัวในช่วงเวลาในการก่อกำเนิดของระบบดาวเคราะห์อย่างไร ทำไมในระบบสุริยะของเรากลับพบน้ำในดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากกว่า เช่น โลก ดาวอังคาร และดาวพฤหัสบดี แทนที่จะเป็นดาวเคราะห์ใกล้ดวงอาทิตย์อย่างดาวพุธหรือดาวศุกร์ ซึ่งหากเราสามารถบันทึกช่วงเวลาการก่อกำเนิดของระบบดาวเคราะห์ที่กำลังอยู่ในช่วงก่อกำเนิดได้ เราอาจสามารถทำความเข้าใจระบบสุริยะของเราได้มากยิ่งขึ้น

นักดาราศาสตร์จากหอสังเกตการณ์ท้องฟ้าซีกใต้แห่งยุโรป (European Southern Observatory หรือ ESO) พบโมเลกุลน้ำปริมาณมหาศาลในบริเวณจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ (Protoplanetary Disk) รอบดาวฤกษ์กำเนิดใหม่เป็นครั้งแรก ระบบดาวเคราะห์ที่กำลังก่อกำเนิดอยู่นี้ชื่อว่า HL Tauri ดาวฤกษ์ของระบบนี้เพิ่งก่อกำเนิดขึ้นมาใหม่ อยู่ห่างจากโลกเพียง 450 ปีแสงเท่านั้น ซึ่งนี่คือระบบดาวเคราะห์ที่กำลังเริ่มต้นก่อกำเนิดที่ใกล้ที่สุดระบบหนึ่งที่มนุษย์ของเรารู้จัก

ภาพถ่ายระบบดาวเคราะห์ที่กำลังก่อตัวรอบดาวฤกษ์ HL Tauri ซึ่งมีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ สีฟ้าจาง ๆ ใจกลางภาพคือตำแหน่งของโมเลกุลน้ำภายในจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ ภาพจาก ESO

การอยู่ใกล้กับโลกทำให้เราสามารถมองเห็นสิ่งที่น่าทึ่งในระบบดาวเคราะห์นี้ได้ง่ายมากยิ่งขึ้น เราสามารถจับภาพโมเลกุลของน้ำปริมาณมหาศาลภายในระบบจานก่อกำเนิดของ HL Tauri ได้ ซึ่งหากคำนวณปริมาณน้ำที่สังเกตได้นั้น น้ำที่อยู่ในระบบดาวเคราะห์ที่กำลังก่อกำเนิดนี้มีปริมาณมากกว่าโลกของเราถึงสามเท่า

การสังเกตในจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ของระบบดาวนี้พบว่าจะเริ่มเห็นช่องว่างในจานก่อกำเนิด ซึ่งนั่นคือสัญญาณที่บอกว่ากำลังมีดาวเคราะห์ที่กำลังก่อตัวอยู่ภายในบริเวณช่องว่างของวงแหวน ซึ่งเมื่อนำภาพถ่ายของจานก่อกำเนิดรวมกับข้อมูลของตำแหน่งน้ำในจานก่อกำเนิดนั้นพบว่า พบน้ำจำนวนมหาศาลในบริเวณช่องว่างเหล่านี้ ซึ่งนี่อาจแสดงให้เห็นว่าน้ำอาจจะเป็นอีกหนึ่งปัจจัยหลักในการก่อกำเนิดดาวเคราะห์ นักดาราศาสตร์เชื่อว่าภายในจานก่อกำเนิด บริเวณไหนที่เย็นพอที่น้ำจะสามารถอยู่ได้ บริเวณนั้นจะสามารถก่อกำเนิดเป็นดาวเคราะห์ได้ดียิ่งขึ้น เนื่องจากน้ำสามารถรวบรวมฝุ่นต่าง ๆ ที่ลอยอยู่ในจานก่อกำเนิดและสร้างพันธะในการยึดเกาะฝุ่นเหล่านั้นให้รวมตัวเป็นมวลก้อนที่ใหญ่ขึ้น เพื่อเติบโตกลายเป็นดาวเคราะห์ เหมือนกับสิ่งที่เกิดขึ้นในระบบสุริยะของเราเมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน

ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์ ALMA ของ ESO ที่แสดงให้เห็นจานก่อกำเนิดดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ HL Tauri ภาพจาก ESO

การถ่ายภาพน้ำภายในอวกาศลึกจากพื้นโลกนั้นเป็นสิ่งที่ยากลำบาก เนื่องจากชั้นบรรยากาศของโลกมีไอน้ำลอยอยู่มากมาย ไอน้ำในชั้นบรรยากาศจึงเป็นสัญญาณรบกวนในการบันทึกข้อมูล นั่นทำให้กล้องโทรทรรศน์ ALMA บนทะเลทรายอาตากามาของชิลีที่ระดับความสูงประมาณ 5,000 เมตรเหนือระดับน้ำทะเลเหมาะสมกับการเก็บบันทึกข้อมูลของน้ำที่อยู่ภายนอกระบบสุริยะของเรา และด้วยศักยภาพของกล้อง ALMA ทำให้เราสามารถบันทึกข้อมูลและแยกแยะข้อมูลของอนุภาคน้ำออกจากข้อมูลของฝุ่นและสสารอื่น ๆ ในระบบดาวเคราะห์ที่กำลังก่อตัวอยู่ได้

ภายในสิ้นทศวรรษนี้ ESO จะเสร็จสิ้นในการก่อสร้างกล้องโทรทรรศน์ Extremely Large Telescope หรือ ELT ซึ่งจะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการถ่ายภาพตามหาน้ำที่อยู่นอกระบบสุริยะ เพื่อรวบรวมข้อมูลมาทำความเข้าใจถึงต้นกำเนิดของระบบสุริยะของเราอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนได้ และอาจทำให้เราเข้าใกล้คำตอบของคำถามว่าเราอยู่อย่างโดดเดี่ยวเดียวดายในเอกภพจริงหรือไม่ด้วย

เรียบเรียงโดย : จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร : ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

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

ที่มาข้อมูล: ESO

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech