จำลองบรรยากาศต่างดาวในห้องแล็บบนโลก

ดาวเคราะห์คล้ายโลกขนาดใหญ่ (Super-Earths) และดาวที่คล้ายดาวเนปจูนขนาดเล็ก (Mini-Neptunes) มีขนาดใหญ่กว่าโลก 1-4 เท่า Image copyright EUROPEAN SOUTHERN OBSERVATORY
คำบรรยายภาพ ดาวเคราะห์คล้ายโลกขนาดใหญ่ (Super-Earths) และดาวที่คล้ายดาวเนปจูนขนาดเล็ก (Mini-Neptunes) มีขนาดใหญ่กว่าโลก 1-4 เท่า

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยจอห์น ฮอปกินส์ ของสหรัฐฯ จำลองสภาพบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในห้องปฏิบัติการบนโลกได้สำเร็จ เพื่อใช้ศึกษาเจาะลึกต่อไปว่า หมอกควันที่ห่อหุ้มดาวเหล่านี้มีอิทธิพลต่อระดับอุณหภูมิพื้นผิวและโอกาสในการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนดาวแต่ละดวงอย่างไร

มีการตีพิมพ์ผลการศึกษาดังกล่าวในวารสาร Nature Astronomy โดยดร.ซาราห์ เฮิรสต์ ผู้นำคณะวิจัยดังกล่าวระบุว่า ได้จำลองสภาพบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (Exoplanet) 9 ดวง ซึ่งทั้งหมดอยู่ในจำพวกดาวเคราะห์คล้ายโลกขนาดใหญ่ (Super-Earths) และดาวเคราะห์ที่คล้ายดาวเนปจูนขนาดเล็ก (Mini-Neptunes) เช่นดาวพร็อกซิมา บี ซึ่งเป็นดาวเคราะห์คล้ายโลกขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่ใกล้กับโลกมากที่สุด โดยห่างออกไปราว 40 ล้านล้านกิโลเมตร

การที่ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเหล่านี้อยู่ห่างออกไปมาก ทำให้นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถสังเกตและศึกษารายละเอียดขององค์ประกอบทางเคมีบนดาวแต่ละดวงได้ชัดเจน จึงได้คิดนำข้อมูลเบื้องต้นที่มีอยู่มาจำลองบรรยากาศของดาวขึ้นเพื่อให้ง่ายต่อการศึกษา โดยใช้ส่วนผสมของก๊าซไฮโดรเจน ไอน้ำ และคาร์บอนไดออกไซด์ที่มีอยู่ในสัดส่วนแตกต่างกัน มาทำปฎิกิริยากับพลาสมาเย็นหรือกลุ่มก๊าซมีประจุอุณหภูมิต่ำ

Image copyright MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY
คำบรรยายภาพ พร็อกซิมา บี เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ใกล้โลกมากที่สุด

ผลที่เกิดขึ้นดูคล้ายกับปรากฏการณ์แสงเหนือและแสงใต้บนโลก โดยส่วนผสมของก๊าซและพลาสมาดังกล่าวเปลี่ยนเป็นหมอกควันที่มีสีสันสดใสเนื่องจากอนุภาคที่ทำปฏิกิริยากันภายในเวลา 3 วัน โดยส่วนผสมชุดหนึ่งที่มีก๊าซไฮโดรเจนเข้มข้นเป็นพิเศษ เกิดการเรืองแสงสีเขียวมะกอกคล้ายหมอกควันที่ห่อหุ้มดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์เมื่อมองด้วยแสงอินฟราเรด

Image copyright SARAH HÖRST
คำบรรยายภาพ องค์ประกอบทางเคมีที่คล้ายชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ไททัน ทำปฏิกิริยากับพลาสมาเย็นในห้องปฏิบัติการ

ดร.เฮิรสต์บอกว่า "หากสีสันที่เกิดขึ้นนี้มีความเข้มพอ ก็จะส่งผลต่อการสะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์หรือดาวฤกษ์ศูนย์กลาง รวมทั้งมีอิทธิพลต่อการเคลื่อนไหวหมุนเวียนของพลังงานความร้อนในชั้นบรรยากาศและพื้นผิวดาวด้วย ซึ่งอุณหภูมิพื้นผิวของดาวมีความสำคัญต่อโอกาสในการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอย่างมาก"

อย่างไรก็ตาม เมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (James Webb Space Telescope) ถูกปล่อยขึ้นใช้งานในปีหน้า (2019) นักวิทยาศาสตร์จะสามารถศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้อย่างใกล้ชิดขึ้นอีกทางหนึ่ง นอกเหนือไปจากการจำลองสภาพบรรยากาศดังกล่าว

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม