การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบอาจส่งสัญญาณถึงชีวิตมนุษย์ต่างดาว

ภาพศิลปะที่ตัดกันของสภาพแวดล้อมดาวอังคารยุคแรกๆ ที่มีบรรยากาศหนาขึ้น (ซ้าย) และดาวอังคารที่แห้งและเย็นยะเยือกในปัจจุบัน (ขวา) แสดงให้เห็นว่าการเปลี่ยนแปลงของบรรยากาศส่งผลต่อความสามารถของดาวเคราะห์ในการดำรงชีวิตอย่างไร (เครดิตรูปภาพ: Goddard Space Flight Center ของ NASA)





การวิจัยใหม่ชี้ การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบอาจส่งสัญญาณถึงการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตนอกโลก

นักวิจัยตั้งเป้าที่จะขยายความสามารถของเราในการล่ามนุษย์ต่างดาวด้วยการสร้างโปรโตคอลการค้นหาใหม่เพื่อใช้กับกล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไป ตามที่อธิบายไว้ใน กระดาษที่ตีพิมพ์เมื่อวานนี้ (9 พ.ค.) ใน The Astrophysical Journal Letters ทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ศูนย์ดาราศาสตร์ชีววิทยาโลกทางเลือกของริเวอร์ไซด์ (UCR) ได้ใช้วิธีการที่ชั้นบรรยากาศของโลกเปลี่ยนแปลงไปตามฤดูกาลเพื่อพัฒนาแบบจำลองสำหรับสัญญาณเคมีที่อาจบ่งบอกถึงชีวิต

การค้นหาชีวิตในจักรวาลนั้นยาก — ชัดเจน เนื่องจากเรายังไม่พบหลักฐานที่เป็นรูปธรรมของสิ่งมีชีวิตนอกโลก เนื่องจากดาวเคราะห์นอกระบบที่เราสงสัยว่าอาจมีชีวิตอยู่ไกลเกินกว่าจะไปเยือนได้ นักวิทยาศาสตร์จึงศึกษาชั้นบรรยากาศของพวกมันแทน โดยหวังว่า ร่องรอยทางชีวภาพในบรรยากาศ อาจบ่งบอกถึงการมีอยู่ของชีวิต เบาะแสเหล่านี้เรียกว่า biosignatures จะถูกสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไปที่เชี่ยวชาญเป็นพิเศษ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งกำลังถูกประกอบเข้าด้วยกัน และจะวัดส่วนประกอบของก๊าซต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นชั้นบรรยากาศที่อยู่ห่างไกลเหล่านี้ [ พบกับ Proxima b: ดาวเคราะห์นอกระบบที่ใกล้ที่สุดที่เรารู้จัก (Infographic) ]



กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ และกล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่นๆ ในอนาคตจะมีความสามารถในการวัดลักษณะทางชีวภาพของดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ห่างไกลมากขึ้น

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ และกล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่นๆ ในอนาคตจะมีความสามารถในการวัดลักษณะทางชีวภาพของดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ห่างไกลมากขึ้น(เครดิตรูปภาพ: NASA/MSFC/David Higginbotham)

น่าเสียดายที่การวัดก๊าซในบรรยากาศเพียงครั้งเดียวอาจทำให้เข้าใจผิดได้ ชีวประวัติทั่วไปเช่น การปรากฏตัวของออกซิเจนและมีเทน สามารถผลิตได้โดยไม่มีสิ่งมีชีวิตใด ๆ ดังนั้นผลบวกที่ผิดพลาดและข้อมูลที่สับสนจึงเป็นปัญหา Edward Schwieterman ผู้ร่วมโครงการ NASA Postdoctoral Program ที่ UCR และผู้ร่วมเขียนงานใหม่ กล่าวในแถลงการณ์ .



Stephanie Olson นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก Department of Earth Sciences ของ UCR กล่าวว่าการสังเกตการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลใน biosignatures เหล่านี้ แทนที่จะเป็น biosignature เพียงอย่างเดียว คุณก็จะมีข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับศักยภาพของชีวิต

Olson และทีมของเธอได้พัฒนากรอบการทำงานที่ไม่เหมือนใครนี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าฤดูกาลและแสงแดดสามารถส่งผลต่อองค์ประกอบของบรรยากาศได้อย่างไร การเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลของชั้นบรรยากาศของโลกได้รับผลกระทบจากสิ่งมีชีวิต ตัวอย่างเช่น พืชจำนวนมากขึ้นในฤดูร้อน นำไปสู่คาร์บอนไดออกไซด์น้อยลงและออกซิเจนมากขึ้นทั่วบริเวณที่เกิดขึ้นตามคำแถลง

Olson กล่าวในแถลงการณ์ว่า 'ฤดูกาลของบรรยากาศเป็นสัญลักษณ์ทางชีวภาพที่มีแนวโน้มว่าจะเป็นไปได้ เพราะมันได้รับการปรับทางชีววิทยาบนโลกและมีแนวโน้มที่จะเกิดขึ้นในโลกอื่นที่มีคนอาศัยอยู่' 'การอนุมานชีวิตโดยอิงจากฤดูกาลไม่จำเป็นต้องมีความเข้าใจโดยละเอียดเกี่ยวกับชีวเคมีของมนุษย์ต่างดาว เพราะมันเกิดขึ้นจากการตอบสนองทางชีวภาพต่อการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในสิ่งแวดล้อม มากกว่าเป็นผลมาจากกิจกรรมทางชีววิทยาเฉพาะที่อาจเป็นเอกลักษณ์ของโลก'



แม้ว่างานนี้จะเป็นงานเฉพาะของโลก แต่นักวิทยาศาสตร์ก็สามารถใช้กรอบงานนี้เพื่อศึกษาดาวเคราะห์ต่างดาวได้เช่นกัน Olson อธิบาย แม้ว่าเทคโนโลยีกล้องโทรทรรศน์ที่จะใช้ในอุดมคตินี้จะยังคงอยู่ในแนวทางของมัน 'สิ่งสำคัญจริงๆ ที่เราต้องจำลองสถานการณ์ประเภทนี้อย่างถูกต้องในขณะนี้ ดังนั้นกล้องโทรทรรศน์อวกาศและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินแห่งอนาคตสามารถออกแบบเพื่อระบุไบโอซิกเนเจอร์ที่มีแนวโน้มดีที่สุด ชวีเทอร์มันกล่าว

เรายังไม่พบหลักฐานที่เป็นรูปธรรมของชีวิตนอกโลกในจักรวาล แต่ด้วยการปรับปรุงกรอบที่เราจะใช้กับกล้องโทรทรรศน์ขั้นสูงในอนาคต , เรากำลังเข้าใกล้มากขึ้นเรื่อยๆ

อีเมล Chelsea Gohd ที่ cgohd@guesswhozoo.com หรือติดตามเธอ @chelsea_gohd ตามเรามา @Spacedotcom , Facebook และ Google+ . บทความต้นฉบับเกี่ยวกับ guesswhozoo.com .