ดาวศุกร์ที่ร้อนไม่เคยแผ่ว

 

     ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ นักวิจัยมีความคิดเห็นเกี่ยวกับดาวศุกร์ ดาวเคราะห์หินดวงที่สองจากดวงอาทิตย์ออกมา ว่าอาจเป็นที่อยู่ของสิ่งมีชีวิตได้ ยกตัวอย่างเช่น การศึกษาแบบจำลองได้แสดงว่าดาวศุกร์ในยุคโบราณมีมหาสมุทรขนาดใหญ่ และมีภูมิอากาศที่เป็นมิตรได้นานหลายพันล้านปี

     แต่ทุกวันนี้ ดาวศุกร์ซึ่งมีมวลและขนาดพอๆ กับโลกของเรานั้นไม่ต่างจากนรก พื้นผิวของมันทั้งแห้งผากและร้อนมากพอที่จะหลอมตะกั่วได้ มีชั้นบรรยากาศหนาทึบอุดมไปด้วยคาร์บอนไดออกไซด์มีแรงดันที่พื้นผิวมากกว่าพื้นผิวโลกเกือบร้อยเท่า และมีเมฆกรดกำมะถันซึ่งทำลายชีวิต แต่นักวิทยาศาสตร์บางคนก็อ้างว่าถ้ามีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวศุกร์ ก็น่าจะอยู่รอดล่องลอยในเมฆที่อยู่สูงขึ้นไปประมาณ 50 กิโลเมตร ซึ่งจะมีอุณหภูมิและความดันคล้ายกับที่เราพบที่ระดับน้ำทะเลบนโลก แต่การศึกษาใหม่ได้สาดน้ำเย็นดับความหวังเหล่านั้น

     เช่นเดียวกับดาวเคราะห์ที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ทั้งหมด ดาวศุกร์เองก็เคยร้อนสุดขั้ว ร้อนเกินกว่าจะมีมหาสมุทรน้ำของเหลวได้ น้ำใดๆ ที่ตามก็จะกลายเป็นไอเป็นทั้งหมด สร้างสภาพแบบซาวนาในระดับทั่วดาวเคราะห์ แบบจำลองก่อนหน้านี้ที่เคยเป็นมิตรกับสิ่งมีชีวิตได้บอกว่าดาวเคราะห์เย็นตัวลงมากพอที่จะมีน้ำบนพื้นผิวได้ ต้องขอบคุณเมฆซึ่งสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์กลับออกสู่อวกาศ ดวงอาทิตย์เยาว์วัยที่ยังไม่ร้อนแรง(faint, young Sun paradox) ก็เป็นปัจจัยหนึ่งด้วยเช่นกัน ในช่วงต้นๆ ของระบบสุริยะนั้น ดาวฤกษ์แม่ของเรามีกำลังสว่างเพียง 70% ของที่เป็นในปัจจุบัน

      ในการศึกษาใหม่ซึ่งเผยแพร่ออนไลน์วันที่ 13 ตุลาคม ในวารสาร Nature นักวิทยาศาสตร์ที่นำโดย Martin Turbet นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์เจนีวา ในสวิตเซอร์แลนด์ ได้จำลองภูมิอากาศดาวศุกร์โบราณโดยใช้แบบจำลองใหม่ และพวกเขาก็ได้ผลสรุปที่แตกต่างออกไปอย่างมาก Turbet และทีมของเขาได้พบว่าสภาวะบนดาวศุกร์ที่ยังอายุน้อยนั้น น่าจะจำกัดเมฆให้อยู่แค่ด้านกลางคืนของดาวเคราะห์(เนื่องจากดาวศุกร์ไม่ได้มีด้านกลางคืนถาวร จึงหมายถึงซีกดาวเคราะห์ที่หันออกจากดวงอาทิตย์ในเวลาดังกล่าว) ยิ่งทำให้เรื่องราวแย่ลง

      เมื่อไม่มีเมฆสะท้อนรังสีจากดวงอาทิตย์ออกไปในด้านที่รับแสงแล้ว เมฆในด้านกลางคืนยังทำให้ดาวศุกร์อุ่นขึ้นด้วปรากฏการณ์เรือนกระจก ซึ่งดักความร้อนได้จำนวนมาก ดังนั้นดาวศุกร์จึงไม่เคยเย็นตัวลงมากพอที่ไอน้ำจะควบแน่นเกิดฝนตก และก่อตัวแม่น้ำ, ทะเลสาบและมหาสมุทรได้เลย

     James Kasting และ Chester Harman นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพนน์สเตท และศูนย์วิจัยเอมส์ของนาซา ตามลำดับ เขียนในรายงานความคิดเห็นคู่ขนานใน Nature เช่นกัน แต่ไม่ได้เป็นสมาชิกในทีมศึกษา กล่าวว่า ถ้าผู้เขียนมาถูกทาง ดาวศุกร์ก็เป็นนรกมาโดยตลอด

ปฏิทรรศน์ดวงอาทิตย์เยาว์วัยที่ยังไม่ร้อนแรง(faint young Sun paradox) เมื่อวัยเยาว์ดวงอาทิตย์มีกำลังสว่างน้อยกว่าอยู่ที่ราว 70% ของปัจจุบัน ทำให้ดาวศุกร์น่าจะมีน้ำของเหลวได้ แต่โลกน่าจะเป็นลูกบอลน้ำแข็ง งานวิจัยใหม่ไขปริศนานี้พร้อมกับบอกว่า ดาวศุกร์ไม่น่าจะเคยมีน้ำของเหลวได้เนื่องจากมันไม่เคยเย็นตัวลงจนไอน้ำควบแน่นเป็นของเหลวได้ 

     ทีมวิจัยไม่เพียงแต่แสดงว่าดาวศุกร์ไม่เคยเหมือนกับโลก แต่ยังพบคำตอบสำหรับปฏิทรรศน์ดวงอาทิตย์เยาว์วัย เมื่อโลกน่าจะเป็นพิภพน้ำแข็งเยือกแข็ง แต่เรากลับพบหลักฐานว่ามีน้ำของเหลวอยู่มาตั้งแต่โลกยุคต้น ด้วยปฏิทรรศน์นั้น โลกซึ่งน่าจะอุดมด้วยไอน้ำในช่วงต้นน่าจะเย็นตัวลงมากพอที่จะทำให้น้ำควบแน่นเป็นของเหลวได้

     การศึกษาพื้นผิวดาวศุกร์ในเบื้องลึกมากขึ้นน่าจะให้ความกระจ่างบางอย่างเกี่ยวกับภูมิอากาศโบราณของดาวเคราะห์ ยกตัวอย่างเช่น Kasting และ Harman ชี้ไปที่ “พื้นที่ที่มีการแปรสภาพสูง” บนดาวเคราะห์ที่เรียกว่า tesserae ซึ่งคิดกันว่ามีองค์ประกอบคล้ายกับหินทวีปบนโลก บนดาวเคราะห์ของเรา หินเหล่านั้นก่อตัวขึ้นโดยกระบวนการแปรสภาพ(metamorphic) ซึ่งแร่ธาตุเปลี่ยนแปลงรูปแบบโดยปราศจากการหลอมละลาย ซึ่งเกิดขึ้นได้เนื่องจากการมีอยู่ของน้ำของเหลว ทั้งคู่เขียนไว้ ถ้า tesserae เหล่านั้นกลับกลายเป็นบะซอลต์อย่างที่พบที่พื้นทะเลโลก ก็ไม่น่าต้องใช้น้ำของเหลวเพื่อสร้างพวกมันขึ้น ยิ่งสนับสนุนสมมติฐานของ Turbet และทีม

     ปฏิบัติการ VERITAS(Venus Emissivity, Radio Science, InSAR, Topography and Spectroscopy) ของนาซาที่เพิ่งเลือกมา ซึ่งมีกำหนดส่งในปี 2028 จะศึกษา tesserae จากวงโคจร ถ้ามันได้บินตามแผน แต่ก็อาจต้องใช้แลนเดอร์ดาวศุกร์เพื่อให้ความเข้าใจที่หนักแน่นเกี่ยวกับรายละเอียดที่น่าสนใจเหล่านั้น Kasting และ Harman เขียนไว้ นอกจากนาซาแล้ว องค์กรอวกาศยุโรป(ESA) ก็จะส่ง 2 ปฏิบัติการไปดาวศุกร์ด้วยเช่นกัน

     การศึกษาใหม่ยังพบว่าโลกก็น่าจะใช้เส้นทางเดียวกันกับดาวศุกร์ ถ้าดวงอาทิตย์เคยสว่างกว่าที่คาดไว้ในอดีต คือถ้าดวงอาทิตย์อายุน้อยมีกำลังสว่าง 92% ของปัจจุบัน แทนที่จะเป็นเพียง 70% แบบจำลองที่พัฒนาโดย Turbet และทีมบอกว่า ก็อาจทำให้ดาวเคราะห์ของเรากลายเป็นซาวนาได้ด้วย ผลสรุปยังมีนัยยะต่อพิภพที่โคจรรอบดวงอาทิตย์อื่นๆ และสำหรับนักวิจัยที่มุ่งเป้าเพื่อเข้าใจพวกมัน

    ดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรอยู่ใกล้ขอบในของเขตเอื้ออาศัยได้(habitable zone) ซึ่งอาจจะมีน้ำของเหลวอยู่บนพื้นผิวดาวเคราะห์ แท้จริงแล้วอาจจะไม่เอื้ออาศัย ทั้งคู่เขียนไว้

 

แหล่งข่าว space.com : life on Venus may never have been possible
                sciencealert.com : there’s no way Venus could ever have had oceans, astronomers say
                phys.org : did Venus ever have oceans?