ใช้โมเลกุลวัดความกดอากาศดาวเคราะห์นอกระบบ (รวมถึงเอเลี่ยน)

นักวิทยาศาสตร์พบเทคนิคใหม่ ใช้โมเลกุลบ่งชี้ความกดอากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ และเทคนิคเดียวกันนี้ยังใช้เพื่อค้นหสิ่งมีชีวิตต่างดาวได้ (ถ้ามีอยู่จริง!)

นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน สหรัฐฯ พัฒนาเทคนิคใหม่เพื่อวัดความกดอากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ โดยใช้โมเลกุลเฉพาะที่ทีมวิจัยเรียกว่า “โมเลกุลดิมเมอร์” ซึ่งเป็นคู่โมเลกุลที่มีแนวโน้มรวมตัวกันในชั้นบรรยากาศที่มีความกดอากาศสูงและมีความหนาแน่นมากของดาวเคราะห์นั้น

โมเลกุลดิมเมอร์นั้นมีหลากหลายประเภท แต่ในงานวิจัยนี้ทีมนักดาราศาสตร์สนใจเพียงโมเลกุลออกซิเจน ซึ่งมีการศึกษาเทียบเคียงโดยใช้ชั้นบรยากาศโลก ด้วยการศึกษาเคมีของชั้นบรรยากาศผ่านแบบจำลองทางคอมพิวเตอร์ โดย เอมิท มิสรา นักศึกษาระดับปริญญาเอกทางด้านดาราศาสตร์ และเป็นผู้เขียนรายงานการวิจัยเรื่องนี้ลำดับที่ 1 ลงวารสารวิชาการแอสโทรไบโอโลจี (Astrobiology)

ข้อมูลจากมหาวิทยาลัยวอชิงตันระบุว่า การทำความเข้าใจความกดอากาศของชั้นบรรยากาศเป็นกุญแจสำคัญ ที่จะทำให้ททราบถึงสภาพของพื้นผิวดาวเคราะห์นอกระบบ หรือประเมินได้ว่าดาวเคราะห์หินนอกระบบนั้นมีน้ำในรูปของเหลวหรือไม่ ซึ่งเป็นปัจจัยที่จะทำให้มีโอกาสมีสิ่งมีชีวิตได้ และหากมีสิ่งชีวิตอยู่นอกโลกจริงๆ ในวันหนึ่งนักวิทยาศาสตร์ก็อาจใช้เทคนิคเดียวกันนี้ เพื่อตรวจหาสัญญาณชีวภาพ ซึ่งเป็นสัญญาณทางเคมีใยชั้นบรรยากาศต่างดาวที่แสดงถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตนอกโลก 

ทีมวิจัยได้เดินแบบจำลองเพื่อทดสอบสเปกตรัมของแสงในความยาวคลื่นย่านต่างๆ ซึ่งโมเลกุลดิมเมอร์นั้นดูดกลืนแสงในรูปแบบที่แตกต่างอย่างชัดเจน ในอัตราที่ไวต่อความกดอากาศ หรือความหนาแน่นในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ ซึ่งมิสรากล่าวถึงแนวคิดของงานวิจัยนี้ว่า หากเราสามารถใช้เทคนิคเดียวกันนี้กับดาวเคราะห์นอกระบบดวงอื่นๆ เราก็จะจำแนกดาวเคราะห์นั้นๆ ได้จากรูปแบบเฉพาะในการดูดกลืนแสงของโมเลกุลดิมเมอร์ ซึ่งหากมีโมเลกุลดังกล่าวแสดงว่าดาวเคราะห์นั้นจะมีความกดอากาศ 1 ใน 4 หรือ 1 ใน 3 ของโลกเป็นอย่างน้อย

ทั้งนี้ ในปี 2018 กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ (James Webb Space Telescope) ที่มีกำลังสูงจะถูกส่งขึ้นไปในอวกาศ ซึ่งนักดาราศาสตร์อาจใช้วิธีใหม่นี้กับดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลๆ ได้ และมิสราก็จะได้ตรวจวัดโมเลกุลดิมเมอร์จากชั้นบรรยากาศจริงๆ ของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ซึ่งจะทำให้เกิดความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนั้น โดยทางมหาวทิยาลัยระบุว่างานวิจัยนี้อาจจะมีบทบาทสำคัญต่อการค้นหาสิ่งมีชีวิตในจักรวาลนี้ 

สำหรับงานวิจัยี้มิสรายังมีความร่วมมือกับ วิคทอเรีย มีโดวส์ ศาสตราจารย์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูวส์ในสก็อตแลนด์ และ เดฟ คริสป์ จากห้องปฏิบัติการจรวดขับเคลื่อนความดัน ขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) ในพาสาเดนา แคลิฟอร์เนีย ซึ่งงานวิจัยนี้ศึกษาอยู่ภายในห้องปฏิบัติการดาวเคราะห์เสมือนของมหาวิทยาลัยวอชิงตันเป็นหลัก และได้รับทุนสนับสนุนจากนาซา รวมถึงเงินสนับสนุนจากแอดวานซิงไซแอนส์อินอเมริกา