น้ำบนโลกอายุเก่าแก่กว่าดวงอาทิตย์

17 พฤศจิกายน 2557

น้ำบนโลกอายุเก่าแก่กว่าดวงอาทิตย์    17 พฤศจิกายน 2557 
  น้ำเป็นสิ่งจำเป็นอย่างยิ่งต่อการอุบัติของชีวิตบนโลกและยังสำคัญต่อการประเมินความเป็นไปได้ของชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น การจำแนกแหล่งกำเนิดของน้ำบนโลกเป็นกุญแจสู่ความเข้าใจว่าสภาพแวดล้อมที่อุปถัมถ์ชีวิตนั้นมีความเป็นมาอย่างไร และจะเป็นไปได้แค่ไหนที่จะพบในแห่งหนอื่นด้วย งานวิจัยใหม่ได้พบว่าน้ำจำนวนมากในระบบสุริยะของเราน่าจะมีกำเนิดเป็นน้ำแข็งที่ก่อตัวในห้วงอวกาศ งานวิจัยนี้เผยแพร่ใน Science 

ภาพวาดแสดงน้ำในระบบสุริยะของเราผ่านห้วงเวลาตั้งแต่ก่อนการกำเนิดของดวงอาทิตย์จนถึงการสร้างดาวเคราะห์

  น้ำนั้นพบได้ทั่วระบบสุริยะของเรา ไม่เพียงแต่บนโลก แต่ยังพบบนดาวหางและดวงจันทร์น้ำแข็ง และในแอ่งในเงามืดบนดาวพุธ มีการพบน้ำรวมตัวอยู่กับแร่ธาตุตัวอย่างจากอุกกาบาต, ดวงจันทร์และดาวอังคาร โดยเฉพาะอย่างยิ่งในดาวหางและดาวเคราะห์น้อยนั้น เป็นวัตถุดั่งเดิมกลายเป็นแคปซูลเวลาตามธรรมชาติที่เก็บสภาวะในช่วงวันแรกๆ ของระบบสุริยะของเราไว้ น้ำแข็งของพวกมันสามารถบอกนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับน้ำแข็งที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์หลังจากที่มันถือกำเนิดขึ้น ซึ่งเป็นกำเนิดที่ยังคงหาคำตอบไม่ได้จนถึงบัดนี้


เมื่อยังเยาว์วัย ดวงอาทิตย์นั้นถูกล้อมด้วยดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์(protoplanetary disk) หรือที่เรียกว่าเนบิวลาก่อตัวดวงอาทิตย์(solar nebula) จากที่ดาวเคราะห์จะก่อตัวขึ้น แต่ยังคงไม่แน่ชัดว่าน้ำแข็งในดิสก์นี้มีกำเนิดจากเมฆโมเลกุลที่สร้างดวงอาทิตย์ขึ้น หรือเป็นน้ำในห้วงอวกาศที่ถูกทำลายและก่อตัวขึ้นใหม่โดยปฏิกิริยาเคมีที่เกิดขึ้นในเนบิวลาก่อตัวดวงอาทิตย์ กันแน่


Conel Alexander จากสถาบันคาร์เนกี กล่าวว่า เพราะเหตุใดมันจึงสำคัญ ถ้าน้ำในระบบสุริยะยุคต้นนั้นเป็นน้ำแข็งจากห้วงอวกาศ ดังนั้นแล้วก็เป็นไปได้ที่น้ำแข็งเดียวกันนี้พร้อมทั้งสสารอินทรีย์ก่อกายชีวภาพ(prebiotic) อื่นที่มีน้ำประกอบอยู่ จะพบได้ทั่วไปในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์เกือบทุกแห่งหรือกระทั่งทุกแห่งรอบดาวฤกษ์ที่กำลังก่อตัวขึ้น แต่ถ้าน้ำของระบบสุริยะยุคต้นส่วนใหญ่เป็นผลจากกระบวนการทางเคมีเฉพาะถิ่นในระหว่างการกำเนิดของดวงอาทิตย์ ดังนั้นก็เป็นไปได้ที่ปริมาณน้ำจะแปรผันไปอย่างมากในระบบดาวเคราะห์ที่กำลังก่อตัวขึ้น ซึ่งน่าจะส่งผลต่อศักยภาพที่จะมีชีวิตอุบัติขึ้นในแห่งหนอื่น


ในการศึกษาความเป็นมาของน้ำแข็งในระบบสุริยะของเรา ทีมซึ่งนำโดย L. Ilsedore Cleeves จากมหาวิทยาลัยมิชิกัน ได้มุ่งเป้าไปที่ไฮโดรเจนและไอโซโทปหนักกว่าของมันคือ ดิวทีเรียม ไอโซโทปเป็นอะตอมของธาตุเดียวกันที่มีจำนวนโปรตอนเท่ากัน แต่มีจำนวนนิวตรอนแตกต่างกัน ความแตกต่างมวลระหว่างไอโซโทปเป็นผลให้เกิดการแตกต่างเล็กน้อยในพฤติกรรมในระหว่างการเกิดปฏิกริยาเคมี ด้วยเหตุนี้ อัตราส่วนของไฮโดรเจนต่อดิวทีเรียมในโมเลกุลน้ำจึงสามารถบอกนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสภาวะที่โมเลกุลนั้นๆ ก่อตัวขึ้นได้ ยกตัวอย่างเช่น น้ำแข็งในห้วงอวกาศมีอัตราส่วนดิวทีเรียมต่อไฮโดรเจนที่สูง เนื่องจากมันก่อตัวขึ้นในอุณหภูมิที่ต่ำมากๆ กระทั่งบัดนี้ ยังคงไม่ทราบว่ามีดิวทีเรียมเพิ่มเติมมากน้อยแค่ไหนที่ถูกทำลายโดยกระบวนการทางเคมีในระหว่างการกำเนิดของดวงอาทิตย์ หรือมีน้ำแข็งที่อุดมด้วยดิวทีเรียมมากน้อยแค่ไหนในระบบสุริยะเกิดใหม่ที่จะสร้างขึ้นได้เอง


ดังนั้นทีมจึงทำแบบจำลองดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ซึ่งดิวทีเรียมทั้งหมดจากน้ำแข็งในอวกาศถูกกำจัดไปเรียบร้อยหมดแล้วโดยกระบวนการทางเคมี และระบบก็ต้องเริ่มจากระดับดิวทีเรียมที่ศูนย์ ด้วยการสร้างน้ำแข็งที่มีดิวทีเรียมอยู่ในช่วง 1 ล้านปีซึ่งเป็นช่วงชีวิตมาตรฐานสำหรับดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์ พวกเขาทำเช่นนี้เพื่อดูว่าระบบจะบรรลุถึงอัตราส่วนดิวทีเรียมต่อไฮโดรเจนอย่างที่พบในตัวอย่างอุกกาบาต, ในน้ำในมหาสมุทรบนโลก และดาวหาง ได้หรือไม่


พวกเขาพบว่าไม่สามารถทำได้ ผลสรุปบอกว่ามีน้ำในมหาสมุทรบนโลก 30 ถึง 50% และในดาวหางอาจจะ 60 ถึง 100% ที่มีกำเนิดในห้วงอวกาศ(นี่เป็นการประมาณขั้นสูง ค่าขั้นต่ำบอกว่าน้ำในมหาสมุทรอย่างน้อย 7% และน้ำในดาวหางอย่างน้อย 14% ที่เกิดขึ้นก่อนดวงอาทิตย์) ซึ่งบอกได้ว่าอย่างน้อยน้ำบางส่วนในระบบสุริยะของเราก็มีกำเนิดในห้วงอวกาศและมีอายุเก่าแก่กว่าดวงอาทิตย์ Alexander กล่าวว่า การค้นพบของเราแสดงว่าน้ำซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานที่สุดในการอุปถัมภ์ชีวิต มีจำนวนหนึ่งในระบบสุริยะของเราที่เก่าแก่มากกว่าดวงอาทิตย์ ซึ่งบ่งชี้ว่าน่าจะพบน้ำแข็งจำนวนมากที่อุดมไปด้วยสารอินทรีย์ในห้วงอวกาศรอบระบบดาวเคราะห์อายุน้อยทุกแห่งได้

rook   :รายงาน
 
แหล่งที่มา: astronomy.com : Earth’s water is older than the Sun

space.com : much of Earth’s water is older than the Sun

Share on Google Plus

About Unknown

This is a short description in the author block about the author. You edit it by entering text in the "Biographical Info" field in the user admin panel.