ซุปเปอร์เอิร์ธมีขนาดใหญ่กว่าและอยู่อาศัยได้มากกว่าโลก และนักดาราศาสตร์กำลังค้นพบมากกว่าพันล้านที่พวกเขาคิดว่าอยู่ข้างนอก

นักดาราศาสตร์มักค้นพบ ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์นอกระบบสุริยะ ซึ่ง เรียกว่าดาวเคราะห์นอกระบบ แต่ในฤดูร้อนปี 2022 ทีมงานที่ทำงานเกี่ยวกับ Transiting Exoplanet Survey Satellite ของ NASA พบว่ามีดาวเคราะห์ที่น่าสนใจเพียงไม่กี่ดวงที่โคจรอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน

ดาวเคราะห์ดวงหนึ่งมี ขนาดใหญ่กว่าโลก 30 เปอร์เซ็นต์ และโคจรรอบดาวฤกษ์ภายในเวลาไม่ถึงสามวัน อีกส่วนมี ขนาดใหญ่กว่าโลก 70 เปอร์เซ็นต์ และอาจเป็นแหล่งมหาสมุทรลึก ดาวเคราะห์นอกระบบสองดวงนี้เป็น ซุปเปอร์เอิร์ธ —มีมวลมากกว่าโลกแต่เล็กกว่ายักษ์น้ำแข็งอย่างดาวยูเรนัสและเนปจูน

ฉันเป็น ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ ที่ศึกษาแกนดาราจักร ดาราจักรที่อยู่ห่างไกล ดาราศาสตร์ชีววิทยา และ ดาวเคราะห์นอกระบบ ฉันติดตามการค้นหาดาวเคราะห์ที่อาจเป็นแหล่งชีวิตอย่างใกล้ชิด

โลกยังคงเป็นสถานที่แห่งเดียวในจักรวาลที่นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าเป็นบ้านของสิ่งมีชีวิต ดูเหมือนว่ามีเหตุผลที่จะมุ่งเน้นการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนโคลนโลก ซึ่งเป็น ดาวเคราะห์ที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับโลก แต่การวิจัยพบว่านักดาราศาสตร์มีโอกาสมากที่สุดในการค้นหาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่น มีแนวโน้มที่จะอยู่บนซุปเปอร์เอิร์ธที่คล้ายกับที่พบในเมื่อเร็วๆ นี้

รูปภาพแสดงโลกและดาวเนปจูนที่มีดาวเคราะห์ขนาดกลางอยู่ระหว่างกลาง ซุปเปอร์เอิร์ธคือดาวเคราะห์หินที่ใหญ่กว่าโลกและเล็กกว่าดาวเนปจูน เครดิตภาพ: Aldaron, CC BY-SA

ธรรมดาและหาง่าย

ซุปเปอร์เอิร์ธส่วนใหญ่โคจรรอบดาวแคระเย็น ซึ่งมีมวลต่ำกว่าและมีอายุยืนยาวกว่าดวงอาทิตย์มาก มีดาวแคระเย็นหลายร้อยดวงสำหรับดาวฤกษ์ทุกดวงอย่างดวงอาทิตย์ และนักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบซุปเปอร์เอิร์ธที่โคจรรอบ ดาวแคระเย็น 40% ที่ พวกเขาเคยดู นักดาราศาสตร์ประมาณการว่ามีซุปเปอร์เอิร์ธ หลายหมื่นล้าน ในเขตเอื้ออาศัยได้โดยใช้ตัวเลขดังกล่าว ซึ่งน้ำของเหลวสามารถดำรงอยู่ในทางช้างเผือกเพียงแห่งเดียว เนื่องจากทุกชีวิตบนโลกใช้น้ำ น้ำจึงมีความสำคัญต่อการอยู่อาศัยได้

จากการคาดการณ์ในปัจจุบัน ประมาณหนึ่งใน สามของดาวเคราะห์นอกระบบทั้งหมด เป็นซุปเปอร์เอิร์ธ ทำให้พวกมันเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่พบได้บ่อยที่สุดในทางช้างเผือก ที่ใกล้ที่สุดอยู่ ห่างจากโลกเพียงหกปีแสง คุณอาจกล่าวได้ว่าระบบสุริยะของเรานั้นผิดปกติเนื่องจากไม่มีดาวเคราะห์ที่มีมวลอยู่ระหว่างโลกกับดาวเนปจูน

อีกเหตุผลหนึ่งที่ซุปเปอร์เอิร์ธเป็นเป้าหมายในอุดมคติในการค้นหาสิ่งมีชีวิตก็คือ พวกมันสามารถ ตรวจจับและศึกษา ได้ง่ายกว่าดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก มีสองวิธีที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ คนหนึ่งมองหาแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่มีต่อดาวฤกษ์แม่ และอีกคนหนึ่งมองหาการหรี่แสงของดาวฤกษ์ในช่วงเวลาสั้นๆ ขณะที่ดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านไปข้างหน้า วิธีการตรวจจับทั้งสองนี้ง่ายกว่าสำหรับดาวเคราะห์ที่ใหญ่กว่า

Super-Earths เป็น Super Habitable

กว่า 300 ปีที่แล้ว นักปรัชญาชาวเยอรมัน Gottfried Wilhelm Leibniz แย้งว่าโลกเป็น “โลกที่ ดีที่สุด ” ข้อโต้แย้งของไลบนิซมีขึ้นเพื่อตอบคำถามว่าเหตุใดความชั่วร้ายจึงมีอยู่ แต่นักโหราศาสตร์สมัยใหม่ได้สำรวจคำถามที่คล้ายกันโดยถามว่าอะไรทำให้ดาวเคราะห์มีอัธยาศัยดี ปรากฎว่าโลกไม่ใช่โลกที่ดีที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ทั้งหมด

เนื่องจากกิจกรรมการแปรสัณฐานของโลกและการเปลี่ยนแปลงความสว่างของดวงอาทิตย์ สภาพภูมิอากาศได้ผันแปรไปตามกาลเวลาจากความร้อนที่ร้อนจัดในมหาสมุทรไปจนถึงความหนาวเย็นที่เยือกแข็งทั่วทั้งโลก โลกไม่สามารถอาศัยอยู่ได้สำหรับมนุษย์และสิ่งมีชีวิตขนาดใหญ่อื่น ๆ ตลอดประวัติศาสตร์ 4.5 พันล้านปี การจำลองชี้ให้เห็นว่าการ อยู่อาศัยในระยะยาวของโลกนั้นไม่อาจหลีกเลี่ยงได้ แต่เป็นเรื่องของโอกาส มนุษย์โชคดีอย่างแท้จริงที่ยังมีชีวิตอยู่

นักวิจัยได้จัดทำ รายการคุณลักษณะ ที่ทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้เอื้อต่อการดำรงชีวิตอย่างมาก ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่มีแนวโน้มที่จะมีการเคลื่อนไหวทางธรณีวิทยามากกว่า ซึ่งเป็นคุณลักษณะที่นักวิทยาศาสตร์คิดว่าจะ ส่งเสริมวิวัฒนาการทางชีววิทยา ดังนั้นดาวเคราะห์ที่น่าอยู่มากที่สุดจะมีมวลประมาณสองเท่าของโลกและมีขนาดใหญ่ขึ้นระหว่าง 20 ถึง 30 เปอร์เซ็นต์โดยปริมาตร นอกจากนี้ยังจะมีมหาสมุทรที่ตื้นเพียงพอสำหรับแสงที่จะกระตุ้นชีวิตไปจนถึงพื้นทะเลและอุณหภูมิเฉลี่ย 77 องศาฟาเรนไฮต์ (25 องศาเซลเซียส) มันจะมีชั้นบรรยากาศที่หนากว่าโลกที่จะทำหน้าที่เป็นผ้าห่มฉนวน ในที่สุด ดาวเคราะห์ดังกล่าวจะโคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าดวงอาทิตย์เพื่อให้ชีวิตมีการพัฒนานานขึ้น และมันจะมีสนามแม่เหล็กแรงสูงที่ ป้องกันรังสีคอสมิก นักวิทยาศาสตร์คิดว่าคุณลักษณะเหล่านี้รวมกันจะทำให้ดาวเคราะห์น่าอยู่ได้มาก

ตามคำจำกัดความ ซุปเปอร์เอิร์ธมีคุณสมบัติหลายอย่างของดาวเคราะห์ที่เอื้ออาศัยได้มาก จนถึงปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบ ดาวเคราะห์นอกระบบซุปเปอร์เอิร์ธจำนวน 20 ดวง ซึ่งถ้าไม่ใช่ดาวเคราะห์ที่ดีที่สุดเท่าที่เป็นไปได้ทั้งหมด ก็ในทางทฤษฎีแล้วสามารถอยู่อาศัยได้ดีกว่าโลก

เมื่อเร็ว ๆ นี้มีการเพิ่มที่น่าตื่นเต้นในรายการดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้ นักดาราศาสตร์ได้ เริ่มค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบ ที่ถูก ขับออกจากระบบดาวของพวก มัน และอาจมี หลายพันล้าน ดวงที่สัญจรทางช้างเผือก หากซุปเปอร์เอิร์ธถูกขับออกจากระบบดาวของมันและมีชั้นบรรยากาศหนาแน่นและพื้นผิวที่เป็นน้ำ มันสามารถ ดำรงชีวิตได้หลายหมื่นล้านปี ซึ่งยาวนานกว่าชีวิตบนโลกที่ยังคงมีอยู่ได้ก่อนที่ดวงอาทิตย์จะดับ

ตรวจจับสิ่งมีชีวิตบนซุปเปอร์เอิร์ธ

ในการตรวจจับสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ห่างไกลออกไป นักดาราศาสตร์จะมองหาลักษณะทางชีวภาพ ซึ่ง เป็นผลพลอยได้ทางชีววิทยา ที่ตรวจพบได้ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ ของนาซ่าได้รับการออกแบบก่อนที่นักดาราศาสตร์จะค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบ ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์จึงไม่เหมาะสำหรับการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบ แต่มันสามารถทำวิทยาศาสตร์บางอย่างได้และมีกำหนดจะ กำหนดเป้าหมายซุปเปอร์เอิร์ ธ ที่น่าจะอยู่อาศัยได้สองแห่ง ในปีแรกของการดำเนินงาน ซุปเปอร์เอิร์ธอีกชุดหนึ่งที่มีมหาสมุทรขนาดมหึมาที่ค้นพบในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ที่ค้นพบในฤดูร้อนนี้ ก็เป็น เป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับเจมส์ เวบบ์ เช่นกัน

แต่โอกาสที่ดีที่สุดในการค้นหาสัญญาณของชีวิตใน ชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบ จะมาพร้อมกับกล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์บนพื้นดินรุ่นต่อไป ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์ ขนาดใหญ่มาก 39 เมตร กล้องโทรทรรศน์ สามสิบเมตร และกล้องโทรทรรศน์ ยักษ์มาเจลแลนขนาด 24.5 เมตร กล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในระหว่างการก่อสร้างและจะเริ่มรวบรวมข้อมูลภายในสิ้นทศวรรษนี้

นักดาราศาสตร์รู้ว่าส่วนผสมสำหรับชีวิตมีอยู่จริง แต่สิ่งที่น่าอยู่ไม่ได้หมายความว่ามีคนอาศัยอยู่ จนกว่านักวิจัยจะหาหลักฐานของชีวิตที่อื่น เป็นไปได้ว่าชีวิตบนโลกเป็นอุบัติเหตุที่ไม่เหมือนใคร แม้ว่าจะมีสาเหตุหลายประการที่ทำให้โลกที่ น่าอยู่อาศัยไม่มีสัญญาณของชีวิต หากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า นักดาราศาสตร์มองดูซุปเปอร์เอิร์ธที่เอื้ออาศัยได้มากเหล่านี้และไม่พบอะไรเลย มนุษย์อาจถูกบังคับให้สรุปว่าจักรวาลเป็นสถานที่เดียวดาย บทสนทนา

บทความนี้เผยแพร่ซ้ำจาก The Conversation ภายใต้สัญญาอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่าน บทความต้นฉบับ

เครดิตภาพ: NASA Ames/JPL-CalTech

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น