Other worlds

ผลของการมองเห็นโลกอื่น สีน้ำตาลอมแดง

โลกในระบบสุริยะอื่น มีสีแตกต่างกันจากโลกของแน่นอน ทั้งนี้แต่ละสีสามารถ
บอกช่วงพัฒนาการหรืออายุของโลกอื่นได้ ลองมองย้อนกลับไปดูโลกของเรา
ครั้นกำเนิดยุคแรกๆ จะพบว่าเต็มไปด้วยการลุกไหม้ เช่นกัน บนโลกอื่นๆ หากพบ
แบบเดียวกัน เป็นเวลาที่เพิ่งกำเนิด

หากถัดมา 2,000 -3,000 ล้านปี พบว่าโลกเรามีสีน้ำตาล โลกอื่นก็เช่นกันเพราะ
ยังไม่ระบบการสังเคราะห์แสง ซึ่งโลกอื่นที่สำรวจพบใหม่ ขณะนี้มักมีสี น้ำตาล ระหว่างเริ่มเย็นตัวลง

การสำรวจระยะไกลยังมีข้อจำกัด ด้วยเหตุผลเพราะ ดาวเคราะห์ที่เย็นตัวจริงๆ
น่าจะมีอยู่ไม่น้อย แต่เมื่อมีความร้อนน้อย การหาค่าความร้อนน้อยเป็นเรื่องยาก
ในเทคนิคการสำรวจ จึงต้องหาดาวเคราะห์ ที่มีค่าความร้อนพอตรวจจับได้
หลังจากนั้นจึงพุ่งเป้าไปบริเวณใกล้เคียง เชื่อว่า ดาวเคราะห์ที่เย็นตัว โคจรอยู่
ในบริเวณใกล้เคียงด้วย

อย่างไรก็ตามพื้นผิวของดาวเคราะห์ ไม่มีข้อจำกัด ความเป็นไปได้ของการสร้าง
เม็ดสี (Pigments) แต่ขึ้นอยู่กับ ประเภทสเปกตรัม ( Spectrum) ดาวเคราะห์
หรือ Host Star โคจรส่งผลรังสีของแสงด้วย

ดาวเคราะห์ก๊าซในระบบสุริยะพิเศษ ประเภทเดียวกับดาวพฤหัส

ดวงจันทร์น้ำแข็ง ในระบบสุริยะพิเศษ

โลกอื่นที่อยู่ในกลุ่ม Habitable Zone

คือ ดาวเคราะห์ ที่อยู่ในเขตที่สามารถดำรงชีพได้ โดยถือหลักว่ามีระยะห่างจาก
ดวงอาทิตย์ ประมาณ 1 AU. ระบบสุริยะมี 3 ดวงคือ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร

ดังนั้นมีโลกอื่น ที่มีระยะทางห่างจากดวงอาทิตย์ ของตนเองประมาณประมาณ
1 AU. มีระดับอุณหภูมิคงที่ สามารถเอื้อให้เกิดน้ำเหมือนโลกได้เช่นกัน

หากเป็นเช่นนั้น อาจมีก๊าซออกซิเจน และมีระบบสังเคราะห์เหมือนโลกได้เช่นกัน
สิ่งที่เห็นก็จะเหมือนบนโลกเช่นเดียวกัน ถึงกระนั้นแม้ว่าสำรวจพบตามหลักเกณฑ์
ดังกล่าว พบว่ามีความร้อนสูง และใกล้ดวงอาทิตย์มาก บางกลุ่มอยู่ระหว่างกาีร
ตรวจสอบและยืนยัน

สิ่งที่น่าสนใจรายงานใหม่ เริ่มพบน้ำในบรรยากาศ และดวงจันทร์ (ของโลกอื่น) มีสภาพอุณหภูมิเย็น และมีน้ำแข็ง

Habitable Zone ในระบบสุริยะ

อาจเห็นพันธ์พืชมีสีที่แตกต่างกันเช่นนี้ จากระบบการสังเคราะห์แสง

ส่วนใหญ่จะพบโลกอื่นแบบไหน

เท่าที่สำรวจพบใน กาแล็คซี่ทางช้างเผือกขณะนี้ ส่วนใหญ่แล้วเป็นดาวประเภท
M Starsหรือ Red dwarfs (ดาวแคระสีแดง) เป็นจำนวนมาก มีการเปล่งของแสง
น้อยกว่า ดวงอาทิตย์ (ซึ่งเป็นประเภท G Stars) แต่มักมีการแผ่ขยายตัวเฉพาะ
รังสี Near-infrared มาก

สมมุติว่ามีความเป็นได้ที่เกิด ก๊าซออกซิเจนและมีระบบสังเคราะห์แสง ภายใต้รังสี Near-infrared มีองค์ประกอบทางเคมีร่วมกับโต้ตอบสัมพันธ์กับพื้นผิวหิน ก็เป็น
เรื่องยากมากที่จะพบสิ่งมีชีวิต และช่วงอายุน้อยของ M Stars มีการเปล่งรังสี
Ultraviolet อย่างเข้มข้นและโชติช่วงมาก่อนหน้านี้

เช่นบนโลกเมื่ออดีต แหล่งกำเนิดชีวิตทั้งหลาย เกิดจากใต้มหาสมุทรลึกด้วยความ
ลำบากทั้งสิ้น เพราะต้องหลบหลีกรังสี Ultraviolet ความเข้มข้นจากดวงอาทิตย์
และปราศจาก ชั้น Ozone ช่วยดูดซับรังสี Ultraviolet ในขณะนั้น

ชั้น Ozone มีความหนาบริเวณ Arctic ด้านขั้วโลกเหนือ ขนาด 60% ของชั้นบรรยากาศ
และด้านขั้วโลกใต้ ขนาด 2.3 ล้านตารางกิโลเมตร (ตัวเลขเมื่อปี ค.ศ.2000)

บทสรุปเงื่อนการกำเนิดชีวิตบนโลกอื่น ณ ขณะนี้

ระบบการสังเคราะห์แสง เป็นต้นทางให้โอกาสเกิดสิ่งมีชีวิต ในทางชีววิทยาบนโลก
อื่นได้ยังไม่ความชัดเจนนักมโนภาพจากประสบการณ์เรียนรู้ บนโลกเรายอมรับว่า
ต้นทางการก่อกำเนิดชีวิตทั้งหมดนั้น มาจากมหาสมุทรใต้ทะเลลึก

บางอย่างในการสำรวจระยะไกล ยังไม่สามารถทราบถึงรายละเอียดมากนัก คงจะ
ประเมินจากสภาพบรรยากาศเท่านั้น อนาคตคงสามารถแบ่งแยกการสังเคราะห์แสง
บนโลกอื่นได้ว่ามีกี่ประเภท

ขณะนี้ มีข้อสรุปอยู่ภายใต้เงื่อนไขโอกาสเกิดได้ดังนี้

Anaerobic (แบบไม่ต้องการอากาศหายใจ) และ
Aerobic (แบบต้องการอากาศหายใจ)
ขึ้นอยู่กับอายุและ ประเภทลำดับชั้นของดาว และ ประเภทดาวเคราะห์

1. ชีวิตในมหาสมุทร แบบไม่ต้องการอากาศหายใจ
Host Star(ดาวหลักหรือดวงอาทิตย์) ทุกประเภทที่อายุน้อย Organism (สัตว์หรือ
ต้นไม้) บนดาวเคราะห์นั้นๆไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซออกซิเจนชั้นบรรยากาศอาจจะมี
ก๊าซชนิดต่างๆ เช่น Methane (ก๊าซมีเทน)

2.ชีวิตในมหาสมุทร แบบต้องการอากาศหายใจ
Host Star (ดาวหลักหรือดวงอาทิตย์) ทุกประเภทที่อายุเก่าแก่มากเมื่อเวลาล่วง
เลยไป ดาวเคราะห์ในระบบนั้นๆ อาจมีระบบสังเคราะห์แสงด้วยก๊าซออกซิเจนจาก
พัฒนาการเริ่มต้นไปสู่บรรยากาศ ที่มีก๊าซออกซิเจนได้

3.ชีวิตบนแผ่นดิน แบบไม่ต้องการอากาศหายใจ
ดาวเคราะห์ในกลุ่ม M Star หรือมี รังสี Ultraviolet เล็กน้อย ด้วยพื้นดินมีพันธุ์พืช
อาจไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซออกซิเจน

4.ชีวิตบนแผ่นดิน แบบต้องการอากาศหายใจ
Host Star (ดาวหลักหรือดวงอาทิตย์) ทุกประเภท ที่มีพัฒนาการอย่างเต็มที่แล้ว
โดยมีดาวเคราะห์นั้นๆ เต็มไปด้วยพื้นดินที่มีพันธ์พืช ชีวิตจะมีโอกาสเกิดเหมือน
โลกในระบบสุริยะได้

หากเราสังเกตหลักเกณฑ์การสำรวจ ระบบสุริยะอื่นๆ คำว่าชีวิต นั้นได้เริ่มเปลี่ยน
ความหมายไปแล้ว ว่าอาจไม่ต้องการอากาศหายใจ

สีของพันธ์พืชบนโลกอื่น ที่เราสงสัย

แสงจากดวงอาทิตย์ที่ส่องออกมา มีสีของแสง บางสีมีน้อยไม่เท่ากัน ก็าซต่างๆ
บนโลกเปรียบเสมือนแผ่นกรองแสงอาทิตย์ ทำหน้าที่ดูดกลืนสีต่างๆไว้อีกชั้นหนึ่ง
กลุ่มอนุภาคแสงสีแดง จึงครอบคลุมโลกเป็นส่วนใหญ่ มากกว่ากลุ่มอนุภาคแสง
สีน้ำเงินและเขียว

ดังนั้นพันธ์พืชใช้แสงสีแดง ในการสังเคราะห์แสงจึงปรากฏสีเขียวจาก Chlorophyll จึงไม่จำเป็นต้องใช้แสงสีเขียว แต่ไม่ใช่ทั้งหมดของ Host Star ในระบบสุริยะอื่นๆ
มีแสงเหมือน ดวงอาทิตย์ ของเรา

อย่างไรก็ตาม ยังมีอีกหลายประการ เป็นเงื่อนไขต่อ การเห็นสีของพันธ์พืชบนโลก
สรุปเบื้องต้นดังนี้

ในประเภท M Star (Red dwarfs)

ขนาดมวลของวัตถุ 0.2 เท่า (Sun=1) ค่าคลื่นสะท้อนของรังสี (Luminosity)
0.0044 เท่า (Sun=1) อายุ 500 พันล้านปี และมีระยะวงโคจร ของดาวเคราะห์
ห่างจาก Host Star ของตนเอง 0.07 AU.

จะไม่มีเหตุผล เห็นสีเขียว สีเหลืองและสีแดง แต่อาจจะเห็นเป็นสีดำเพราะมีการถูก
ดูดกลืนแสงทั้งหมดที่จะเห็นได้

ในประเภท M Star (Young M Star)

ขนาดมวลของวัตถุ 0.5 เท่า (Sun=1) ค่าคลื่นสะท้อนของรังสี (Luminosity)
0.023 เท่า (Sun=1) อายุการลุกอย่างโชติช่วง (Flaring) 1 พันล้านปี รวมแล้ว
200 พันล้านปี และมีระยะวงโคจร ของดาวเคราะห์ห่างจาก Host Star ของตนเอง 0.16 AU.

ผิวพื้นเต็มไปด้วยรังสี Ultraviolet เพราะฉะนั้น สัตว์และพันธ์พืชจะเกิดใต้น้ำ

ในประเภท G star

เหมือนเช่น ดวงอาทิตย์ ของเรา มีอายุ 10 พันล้านปี ระยะวงโคจรของดาวเคราะห์
ห่างจากดวงอาทิตย์ของตนเอง 1 AU.

จะเห็นพันธ์พืชส่วนใหญ่เป็นสีเขียว เช่นเดียวบนโลก

ในประเภท F star

ขนาดมวลของวัตถุ 1.4 เท่า (Sun=1) ค่าคลื่นสะท้อนของรังสี (Luminosity)
3.6 เท่า (Sun=1) อายุ 3 พันล้านปี มีระยะวงโคจร ของดาวเคราะห์ห่างจาก Host
Star ของตนเอง 1.69 AU.

พันธ์พืชต้องการแสงมากกว่าปกติ เพื่อการสังเคราะห์แสง

References :

The Canadian Space Agency (CSA)
NASA's Goddard Institute for Space Studies
SETI Search for Extraterrestrial Intelligence
Virtual Planetary Laboratory (VPL) at the California Institute of Technology
NASA Ames Research Center in California’s
Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA)