SunflowerCosmos.org > Cosmology > Astronomy

ผลของการมองเห็นโลกอื่น สีน้ำตาลอมแดง

โลกในระบบสุริยะอื่น มีสีที่แตกต่างกันจากโลกของเราแน่นอน ทั้งนี้แต่ละสี
สามารถบอกช่วงพัฒนาการ หรืออายุของ โลกอื่นได้ เราลองมองย้อนกลับไปดู
โลกของเรา ครั้นตอนกำหนดครั้งแรกจะพบว่าเต็มไปด้วยการลุกไหม้ เช่นกัน
บนโลกอื่นๆ หากพบแบบเดียวกันเป็นเวลาที่เพิ่งกำเนิด

หากถัดมาอีก 2,000 -3,000 ล้านปี จะพบว่าโลกเรามีสีน้ำตาล โลกอื่นก็เช่นกัน
เพราะยังไม่ระบบการสังเคราะห์แสง ซึ่งโลกอื่น ที่เราสำรวจพบใหม่ขณะนี้มักจะ
มีสีน้ำตาล ระหว่างเริ่มเย็นตัวลง

อย่างไรก็ตามพื้นผิวของดาวเคราะห์ ไม่มีข้อจำกัด ความเป็นไปได้ของการสร้าง
เม็ดสี (Pigments) แต่ขึ้นอยู่กับ Spectrum ตามประเภทของสีของ ดาว หรือ ดวงอาทิตย์ที่โลกอื่นโคจรอยู่ รวมถึงอุณหภูมิ ขนาดและอายุ ด้วย

ถ้าจะถามว่า ทำไมขณะนี้พบแต่โลกอื่นๆ แต่สีน้ำตาลอมแดงมาก อีกเหตุผลหนึ่ง
เพราะเป็นการมุ่งเน้นการสำรวจช่วงต้น ที่จำต้องสำรวจโลกอื่นที่มีความร้อน
หลงเหลืออยู่ ด้วยเทคโนโลยีทางเครื่องมือสามารถเก็บข้อมูลจากค่าความร้อน
ในระยะไกลได้ดีกว่า เราเชื่อว่าบริเวณข้างเคียงของดาวเหล่านั้น มีโลกอื่นที่
เย็นตัวมากกว่า รอคอยการสำรวจของเราอยู่ และเป็นจำนวนมากอีกด้วย

ดาวเคราะห์ประเภทเดียวกับดาวพฤหัส ระบบสุริยะพิเศษ Epsilon Eridani (รอการยืนยัน 2006)

ดวงจันทร์น้ำแข็ง ใกล้บริเวณระบบสุริยะพิเศษ Epsilson Eridani

โลกอื่นที่อยู่ในกลุ่ม Habitable Zone

คือดาวเคราะห์ ที่อยู่ในเขตที่สามารถดำรงชีพได้ โดยถือหลักมีระยะห่างจาก
ดวงอาทิตย์ประมาณ 1 AU ระบบสุริยะมี 3 ดวงคือ ดาวศุกร์ โลก ดาวอังคาร
ดังนั้นมีโลกอื่นๆ ที่มีระยะทางห่างจากดวงอาทิตย์ ของตนเองประมาณประมาณ
1 AU. มีระดับอุณหภูมิคงที่ สามารถเอื้อให้เกิดน้ำเหมือนโลกเราได้

หากเป็นเช่นนั้น อาจมีก๊าซออกซิเจน และจะมีระบบสังเคราะห์เหมือนโลกได้
สิ่งที่จะเห็นก็จะเหมือนบนโลกเช่นเดียวกัน ถึงกระนั้นแม้ว่าได้สำรวจพบตามหลัก
เกณฑ์ดังกล่าว พบว่ามีความร้อนสูง และใกล้ดวงอาทิตย์มาก บางกลุ่มอยู่ระหว่าง
การตรวจสอบและยืนยัน สิ่งที่น่าสนใจจากรายงานใหม่ เราเริ่มพบน้ำในบรรยากาศ
และดวงจันทร์ (ของโลกอื่น) ที่อาจมีสภาพอุณหภูมิเย็น

Habitable Zone ในระบบสุริยะ

เราอาจเห็นพันธ์พืชมีสีที่แตกต่างกัน ท่ามกลางระบบการสังเคราะห์ มีรังสีที่แตกต่างกัน

ส่วนใหญ่จะพบโลกอื่นแบบไหน

เรารู้ว่าเท่าที่สำรวจพบในกาแล็คซี่ทางช้างเผือกขณะนี้ ส่วนใหญ่แล้วเป็นประเภท
M Stars หรือ Red dwarfs เป็นจำนวนมาก มีการเปล่งของแสงน้อยกว่า
ดวงอาทิตย์ของเรา (ซึ่งเป็นประเภท G Stars) แต่มักจะมีการแผ่ขยายตัวเฉพาะ
รังสี Near-infrared มาก

แล้วสมมุติว่ามีความเป็นได้ที่จะเกิด ก๊าซออกซิเจนและมีระบบสังเคราะห์แสง ภายใต้รังสี Near-infrared มีองค์ประกอบทางเคมีร่วมกับโต้ตอบสัมพันธ์กับหิน ก็เป็นเรื่องที่ยากมากที่จะพบสิ่งมีชีวิต และช่วงอายุน้อยของ M Stars มีการเปล่ง
ของรังสี Ultraviolet อย่างเข้มข้นและโชติช่วง

เช่นบนโลกเราเมื่ออดีต แหล่งกำเนิดชีวิตทั้งหลายเกิดจากใต้มหาสมุทรลึกด้วย
ความลำบากทั้งสิ้น เพราะต้องหลบหลีกรังสี Ultravioletที่มีความเข้มข้นจาก
ดวงอาทิตย์และหากปราศจาก ชั้น Ozone ที่จะช่วยดูดซับรังสี Ultraviolet

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

บทสรุปเงื่อนการกำเนิดชีวิตบนโลกอื่น ณ ขณะนี้

ระบบการสังเคราะห์แสง ที่เป็นต้นทางให้โอกาสเกิดสิ่งมีชีวิตในทางชีววิทยา
บนโลกอื่น ยังไม่ความชัดเจนนัก เราจำต้องนึกมโนภาพจากประสบการณ์เรียนรู้
โดยบนโลกเรายอมรับว่า ต้นทางการก่อกำเนิดชีวิตทั้งหมดนั้นมาจากมหาสมุทร

บางอย่างในการสำรวจระยะไกลเราไม่สามารถทราบถึงรายละเอียด เราคงจะ
ประเมินได้จากสภาพบรรยากาศ เท่านั้น อนาคตเราคงสามารถแบ่งแยก
การสังเคราะห์แสงบนโลกอื่นได้ว่ามีกี่ประเภท

แต่ ณ ขณะนี้ มีข้อสรุปอยู่ภายใต้เงื่อนไขโอกาสที่จะเกิดได้ดังนี้

Anaerobic (แบบไม่ต้องการอากาศหายใจ) และ
Aerobic (แบบต้องการอากาศหายใจ)
ขึ้นอยู่กับอายุและ ประเภทของดาว

1. ชีวิตในมหาสมุทร แบบไม่ต้องการอากาศหายใจ
Parent star (ดาวแม่ หรือดวงอาทิตย์) ทุกประเภทที่อายุน้อย Organism
(สัตว์หรือต้นไม้) บนดาวเคราะห์นั้นๆไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซออกซิเจน
ชั้นบรรยากาศอาจจะมีก๊าซชนิดต่างๆ เช่น Methane (ก๊าซมีเทน)

2.ชีวิตในมหาสมุทร แบบต้องการอากาศหายใจ
Parent star (ดาวแม่ หรือดวงอาทิตย์) ทุกประเภทที่อายุเก่าแก่มาก
เมื่อเวลาล่วงเลยไป ดาวเคราะห์นั้นๆ มีระบบสังเคราะห์แสงด้วยก๊าซออกซิเจน
จะมีการพัฒนาการเริ่มต้นไปสู่บรรยากาศที่มีก๊าซออกซิเจน

3.ชีวิตบนแผ่นดิน แบบไม่ต้องการอากาศหายใจ
ดาวที่อยู่ในกลุ่ม M Star หรือมี รังสี Ultraviolet เล็กน้อย ด้วยพื้นดินที่มีพันธ์พืช
แต่อาจไม่จำเป็นต้องใช้ก๊าซออกซิเจน

4.ชีวิตบนแผ่นดิน แบบต้องการอากาศหายใจ
Parent star (ดาวแม่ หรือดวงอาทิตย์) ทุกประเภทที่มีพัฒนาการอย่างเต็มที่แล้ว
โดยมีดาวเคราะห์นั้นๆเต็มไปด้วยพื้นดินที่มีพันธ์พืช ชีวิตจะมีโอกาสเกิด
เหมือนโลกเรา

หากเราสังเกตหลักเกณฑ์การสำรวจ ระบบสุริยะอื่นๆ คำว่าชีวิต นั้นได้เริ่มเปลี่ยน
ความหมายไปแล้ว ว่าอาจไม่ต้องการอากาศหายใจ

สีของพันธ์พืชบนโลกอื่น ที่เราสงสัย

แสงจากดวงอาทิตย์ที่ส่องออกมา มีสีของแสงบางสีมีมาก บางสีมีน้อยไม่เท่ากัน
ก๊าซต่างๆบนโลกเปรียบเสมือนแผ่นกรองแสงอาทิตย์ ทำหน้าที่ดูดกลืนสีต่างๆ
ไว้อีกชั้นหนึ่ง กลุ่มอนุภาคแสงสีแดงจึงครอบคลุมโลกเป็นส่วนใหญ่ มากกว่า
กลุ่มอนุภาคแสงสีน้ำเงินและเขียว

ดังนั้นพันธ์พืชจึงใช้แสงสีแดง ในการสังเคราะห์แสง จึงปรากฏสีเขียว จาก
Chlorophyll จึงไม่จำเป็นต้องใช้แสงสีเขียว แต่ไม่ใช่ทั้งหมดของดวงอาทิตย์
ในระบบสุริยะอื่นๆ จะไม่มีแสงเหมือน ดวงอาทิตย์ ของเรา

อย่างไรก็ตามยังมีอีกหลายประการที่ เป็นเงื่อนไขในการเห็นสีของพันธ์พืช
บนโลกอื่น หากมีการเกิดขึ้นได้ พอจะสรุปเบื้องต้นดังนี้

ประเภท M Star (Red dwarfs)

ขนาดมวลของวัตถุ 0.2 เท่า (Sun=1) ค่าคลื่นสะท้อนของรังสี (Luminosity)
0.0044 เท่า (Sun=1) อายุ 500 พันล้านปี และมีระยะวงโคจรของ
ดาวเคราะห์ห่างจากดวงอาทิตย์ของตนเอง 0.07 AU.

จะไม่มีเหตุผล ที่จะเห็นสีเขียว สีเหลืองและสีแดง แต่อาจจะเห็นเป็นสีดำ
เพราะมีการถูกดูดกลืนแสงทั้งหมดที่เราจะเห็นได้

ประเภท 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 และมีระยะวงโคจรของดาวเคราะห์ห่างจาก
ดวงอาทิตย์ของตนเอง 0.16 AU.

ผิวพื้นจะเต็มไปด้วยรังสี Ultraviolet เพราะฉะนั้น สัตว์และพันธ์พืชจะเกิดที่ใต้น้ำ

ประเภท G star

เหมือนเช่นดวงอาทิตย์ของเรา มีอายุ 10 พันล้านปี มีระยะวงโคจรของดาวเคราะห์ห่างจากดวงอาทิตย์ของตนเอง 1 AU. จะเห็นพันธ์พืชส่วนใหญ่เป็นสีเขียวเช่นเดียวบนโลก

ประเภท F star

ขนาดมวลของวัตถุ 1.4 เท่า (Sun=1) ค่าคลื่นสะท้อนของรังสี (Luminosity)
3.6 เท่า (Sun=1) อายุ 3 พันล้านปี และมีระยะวงโคจรของดาวเคราะห์ห่าง
จากดวงอาทิตย์ของตนเอง 1.69 AU.

พันธ์พืชต้องการแสงมากกว่าปกติเพื่อการสะท้อนแสงออกมา

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)