แหล่งน้ำในระบบสุริยะของเรา

เปลือกน้ำแข็งหนาหลายกิโลเมตรที่ห่อหุ้ม ดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดีคือเกราะ แกร่งสีน้ำตาลเทาริ้วลาย อุณหภูมิต่ำถึง -220 องศาเซลเซียส ทำให้ดูเหมือนอาณาจักรน้ำแข็ง อันคุกคามขับไสสรรพชีวิตให้ออกห่าง

ถึงกระนั้น รอยแตกบนน้ำแข็งก็ปล่อยให้ไอน้ำพุ่งเป็นลำสูงออกไปในอวกาศอย่างสม่ำเสมอ เมื่อดูในภาพใหม่ๆ จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งเฝ้าสังเกตดวงจันทร์ยูโรปานานถึง 15 เดือน ที่จริงลำไอน้ำดังกล่าวน่าจะเป็นน้ำในสภาพของเหลวที่ดันตัวผ่านรอยแตก แล้วระเหยเป็นไอเมื่อเจออวกาศว่างเปล่า นักดาราศาสตร์ ผู้ศึกษาเรื่องนี้บอกว่า ลำไอน้ำคือหลักฐานว่า ใต้เปลือกน้ำแข็งของดวงจันทร์ยูโรปามีมหาสมุทร ซึ่งมีน้ำมากกว่าโลก 2 เท่า

การค้นพบนี้เป็นเพียงหนึ่งในหลายครั้งที่เกิดขึ้นเมื่อปีก่อน ซึ่งแสดงว่าวัตถุในระบบสุริยะ จำนวนมากมีมหาสมุทรใต้ดินลึกระดับกิโลเมตรและอาจมีชีวิตอยู่ด้วย

นักดาราศาสตร์ตามน้ำ

เมื่อองค์การนาซ่าของอเมริกาค้นหาสิ่งมีชีวิตในอวกาศ พวกเขาจะถือคติ “ตามน้ำไป” ขณะที่ นักชีววิทยาในโลกค้นพบสิ่งมีชีวิตในทุกแห่งที่มีน้ำ นักดาราศาสตร์ก็หวังอย่างเดียวกันสำหรับโลกอื่น

น้ำมีสถานะเป็นของเหลวในอุณหภูมิซึ่งสิ่งมีชีวิตทนอยู่ได้ ยิ่งกว่านั้นน้ำในสถานะของเหลวยังเป็นตัวทำละลายชั้นดีที่พาสารอาหารไปสู่เซลล์ ฉะนั้นน้ำในสถานะของเหลวผสมเกลือและแร่ธาตุ จึงเป็นฐานสำคัญของชีวิตและหากมีพลังงานอยู่ด้วย นักดาราศาสตร์จะยิ่งสนใจมากขึ้นไปอีก

ยานอวกาศไร้มนุษย์และการสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ช่วยให้จำนวนวัตถุในระบบสุริยะที่อาจมีน้ำในสถานะของเหลวเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วนับจากทศวรรษ 1990 วันนี้รายชื่อประกอบด้วยดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์แคระ และดวงจันทร์บริวาร รวมด้วยกันทั้งสิ้น 12 ดวง ซึ่งไม่เพียงมีขนาดหลากหลาย แต่ยังกระจายอยู่ทั่วไปในระบบสุริยะอีกต่างหาก นักดาราศาสตร์ เกือบจะแน่ใจเต็มที่แล้วว่าดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีสองดวง คือแกนีมีดกับยูโรปา และดวงจันทร์เอนเซลาดัสของดาวเสาร์ ล้วนมีน้ำในสถานะของเหลว

ที่แปลกก็คือ นักดาราศาสตร์มองว่า มีความเป็นไปได้สูงสุดในระบบสุริยะที่จะมีน้ำในสถานะของเหลวบนดวงจันทร์สามดวงนั้น เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ที่พวกมันเป็นบริวาร ดวงจันทร์น้ำแข็งทั้งสามดวงอยู่ห่างมากจากเขตเอื้อชีวิตในระบบสุริยะ ซึ่งมีอุณหภูมิสูงพอสำหรับน้ำในสถานะของเหลว

ดาวพฤหัสบดีครอบงำดวงจันทร์น้ำแข็ง

ดวงจันทร์ยูโรปา ซึ่งมีขนาดเท่าดวงจันทร์ของโลกและเล็กที่สุดในหมู่ดวงจันทร์ขนาดใหญ่ของดาวพฤหัสบดีอยู่ในความสนใจของนักดาราศาสตร์มานานแล้ว ภาพใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ยืนยันแล้วว่า มันมีน้ำในสถานะของเหลว

ทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดย วิลเลียม สปาร์กส์ นักดาราศาสตร์จากสถาบันกล้องโทรทรรศน์อวกาศในเมืองบัลติมอร์ สหรัฐอเมริกา ใช้วิธีที่ปกติสังเกตความมีอยู่ของบรรยากาศบนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวดวงอื่น กล้องฮับเบิลใช้เวลา 15 เดือน สังเกตดวงจันทร์ยูโรปาขณะผ่านหน้าดาวพฤหัสบดีเพื่อถ่ายภาพดวงจันทร์โดยมีดาวพฤหัสบดีเป็นพื้นหลัง

ภาพที่ได้เผยถึงความขรุขระบนพื้นผิวของดวงจันทร์ยูโรปา ซึ่งบังแสงจากดาวพฤหัสบดีเป็นคาบสม่ำเสมอ นักดาราศาสตร์ชี้ว่า ความขรุขระนั้นคือ เสาไอน้ำสูง 200 กิโลเมตร ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อน้ำในสถานะของเหลวดันผ่านรอยแตกบนเปลือกน้ำแข็งแล้วกลายเป็นไอเมื่อปะทะกับอวกาศ

ดวงจันทร์ยูโรปามีความสัมพันธ์อันหฤโหดกับดาวพฤหัสบดีซึ่งเป็นฝ่ายครอบงำด้วยน้ำหนักมากกว่าโลก 318 เท่า ดาวพฤหัสบดีเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะ และมวลมหาศาลของมันก็ส่งผลอันรุนแรงต่อบริวาร สถานการณ์นี้เปรียบได้กับการใช้สองนิ้วบีบผล ลำไย เม็ดลำไยคือแก่นแข็งของดวงจันทร์ เนื้อลำไยคือน้ำ ส่วนเปลือกลำไยคือเปลือกน้ำแข็ง เมื่อกดนิ้วลง เปลือกจะแตก ทำให้น้ำจากเนื้อลำไยไหลออกมาข้างนอก นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า นี่คือสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อไกเซอร์ดันเสาไอน้ำสูงหลายร้อยกิโลเมตรขึ้นไปในอวกาศ กระบวนการนี้ทิ้งพลังงานไว้ในดวงจันทร์ยูโรปามากจนน้ำซึ่งควรจะเป็นน้ำแข็งกลับละลายเป็นของเหลวอยู่ลึก 2-3 กิโลเมตร ใต้เปลือกน้ำแข็งนั่นเอง

นักดาราศาสตร์คำนวณว่า แรงดึงดูดของดาวพฤหัสบดีมีพลังมากจนทำให้ระดับน้ำใต้เปลือก ดวงจันทร์ยูโรปาขณะน้ำขึ้นสูงสุดกับน้ำลงต่ำสุด ต่างกันได้ถึง 200 เมตร ซึ่งเป็นไปได้หากน้ำใต้เปลือกน้ำแข็งเป็นของเหลว ไม่ใช่ของแข็งเท่านั้น

การค้นพบไกเซอร์บนดวงจันทร์ยูโรปายืนยันการศึกษาในทำนองเดียวกันเมื่อปี 2012 และเป็น ข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนยิ่งขึ้นว่า ใต้ดินเป็นมหาสมุทรแน่นอน เป็นข่าวดีสำหรับนักดาราศาสตร์ เพราะนั่นหมายความว่าเราไม่ต้องใช้ยาน หุ่นยนต์มุดลงไปเสาะหาน้ำใต้เปลือกน้ำแข็ง แต่ใช้ยานอวกาศหาก็ได้

ดินดาวอังคารแห้งดั่งทะเลทราย นักดาราศาสตร์ไม่เพียงหาน้ำในที่ไกลโพ้นของระบบสุริยะเท่านั้น การค้นหาได้เริ่มขึ้นแล้วเช่นกันบนดาวเคราะห์เพื่อนบ้านของเรา แต่ผลที่ได้ดูไม่สู้ดีนัก

นักดาราศาสตร์บอกว่า เมื่อสี่พันล้านปีมาแล้ว ดาวอังคารอาจชุ่มชื้นเท่ากับโลก แต่สนามแม่เหล็กดาวอังคารซึ่งป้องกันรังสีจากดวงอาทิตย์ (ลมสุริยะ) มีพลังอ่อนกว่าโลกมาก บรรยากาศ ดาวอังคารจึงบางกว่าเมื่อปี 2015 ยานสำรวจเมเวนของนาซ่า เผยว่าอนุภาคลมสุริยะที่พุ่งเข้าใส่ดาวอังคารตลอดเวลาจะพัดพาแก๊สออกจากบรรยากาศวินาทีละ 100 กรัม ดาวอังคารจึงไม่อาจรักษาน้ำในสถานะของเหลวและมีน้ำอยู่ในรูปของน้ำแข็งใต้ดินเท่านั้น

ภาพ : www.jingro.com

เบาะแสชี้แหล่งน้ำ

เมื่อนักดาราศาสตร์หาน้ำในสถานะของเหลวในระบบสุริยะ พวกเขาจะสังเกตปรากฏการณ์ทางกายภาพ ซึ่งบ่งชี้ความมีอยู่ของน้ำในโลกกันดารอันไกลโพ้น

1.ยานที่แกว่ง ยานอวกาศโคจรไม่เป็นวงกลมรอบวัตถุ เพราะสนามแรงโน้มถ่วงเปลี่ยนความเร็วและเส้นทางของยานจากความไม่สม่ำเสมอเล็กน้อยนี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถคำนวณ องค์ประกอบของวัตถุท้องฟ้าและแยกแยะว่ามีน้ำอยู่ด้วยหรือไม่

2.นิวตรอนที่พุ่งช้าเมื่อรังสีคอสมิกปะทะพื้นผิววัตถุจะเกิดกลุ่มอนุภาค ซึ่งหนึ่งในนั้นคือ นิวตรอนไฮโดรเจนจะทำให้นิวตรอนพุ่งช้าลง นักดาราศาสตร์จึงใช้เป็นตัววัดยืนยันความมีอยู่ของไฮโดรเจน และอาจรวมไปถึงน้ำที่อยู่ลึกมากถึง 10 เมตร ด้วยการวัดความเร็วของนิวตรอนที่พุ่งจากพื้นผิววัตถุ