ทำไมนาซ่าถึงตื่นเต้นกับสารอินทรีย์บนดาวอังคาร ทั้งที่มันก็พบได้ทั่วไปในอวกาศ

Written by SCIENCES

ล่าสุดนาซ่า ได้มีการประกาศอย่างใหญ่โตว่ามีการค้นพบ มีเทนและอินทรีย์โมเลกุลบนดาวอังคาร ซึ่งอาจจะเป็นเบาะแสที่ใช้ในการค้นหาเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร แต่ว่าในความเป็นจริงแล้ว สารอินทรีย์ในอวกาศนั้น มันจะหายากจนเป็น rare item ขนาดนั้นเลยหรอ ?

สารอินทรีย์คืออะไร เกี่ยวอะไรกับสิ่งมีชีวิต ?

สารอินทรีย์ คือ สารที่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต ไม่ว่าจะเป็นส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิต หรือว่า ถูกสังเคราะห์โดยสิ่งมีชีวิต มักจะมีคาร์บอนเป็นส่วนประกอบ บางคนอาจจะคิดว่า ส่วนประกอบที่มีคาร์บอน ทุกชนิด เป็น สารอินทรีย์ แต่ในความเป็นจริงแล้วมันไม่ใช่อย่างนั้นเลย เพชร และ ไส้ดินสอ (แกรไฟต์) มีส่วนประกอบหลักเป็นคาร์บอน แต่ว่ามันไม่เกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตเลย จึงไม่จัดเป็น สารอินทรีย์

เนื่องจากสารอินทรีย์มีความเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิต การค้นพบสารอินทรีย์ จึงเป็นเบาะแสของการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตนั้นเอง นั้นทำให้การค้นพบสารอินทรีย์ที่แถลงการณ์โดยองค์กรนาซ่า เป็นข่าวที่น่าสนใจและน่าติดตามเป็นอย่างยิ่ง แต่เพิ่งอย่าเข้าใจไปว่า การค้นพบสารอินทรีย์บนดาวอังคารนั้นมีค่าเท่ากับ การค้นพบสิ่งมีชีวิต (แต่ก็อาจจะพบจริง ๆ ในอนาคต)

Image result for Wohler

ฟรีดริช เวอเลอร์ บุคคลแรกที่สามารถสังเคราะห์ สารอินทรีย์ ได้จาก สารอนินทรีย์ โดยเพียงการให้ความร้อน ที่มา – Wikipedia

ในปี ค.ศ. 1823 ฟรีดริช เวอเลอร์ (Friedrich Wöhler) สามารถสังเคราะห์ สารอินทรีย์ (ยูเรีย – Urea) ได้จากสารที่ไม่ใช่สารอินทรีย์ (แอมโมเนียมไซยาเนต – Ammonium Cyanate) โดยเพียงการให้ความร้อนเท่านั้น ปฏิกิริยานี้ถูกเรียกตามชื่อของผู้ค้นพบนั่นคือ การสังเคราะห์เวอเลอร์ การค้นพบนี้ทำให้เราเห็นได้ว่า สารอินทรีย์ที่เราพบในอวกาศนั้น อาจจะไม่มีความเกี่ยวข้องกับสิ่งมีชีวิตเลยก็เป็นได้ 

เราจะรู้ได้อย่างไรว่าที่นั่นมีสารอินทรีย์อยู่

หากเรามองไปบนท้องฟ้า สิ่งเดียวที่ทำให้เราสามารถรับรู้ได้ว่ามีอะไรบางอย่างอยู่บนท้องฟ้า คือ แสงจากสิ่งเหล่านั้น เห็นเพียงแค่แสงเหล่านั้น เคยสงสัยไหมว่าเรารู้ได้อย่างไรว่าที่นั่นมี ไฮโดรเจร ที่นี่มี คาร์บอน อยู่ วิธีมาตรฐานที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการบอกว่ามีสารชนิดนี้อยู่ที่นั่น คือ สเปกโตรสโคปี (Spectroscopy) 

หากเราส่องดูดาวหนึ่งดวงเห็นว่ามันมีสีส้ม จากที่เราเคยเรียนกันมา เราจะรู้ได้ว่าสีส้มนี้ เกิดจากการผสมกันของ สีเหลือง และ สีแดง ส่วนสีขาวนั้นก็แยกออกมาได้หลากหลายสีตามที่เราได้เห็นในรุ้งกินน้ำ สำหรับดวงดาวนั้นสิ่งที่แตกต่างจากการผสมแม่สีทั่วไป นั่นก็คือ ดาวพวกนั้นไม่ได้เปล่งแสงออกมาเพียงแค่ในย่าน ความยาวคลื่นที่ตาเรามองเห็น (Visible Light) เท่านั้น มันยังปล่อยออกมาเป็นรังสีอุตราไวโอเลต (Ultraviolet – UV) รังสีอินฟราเรด (Infrared) หรือแม้กระทั่ง คลื่นวิทยุ การผสมสีของดาวเหล่านี้จึงต้องคิดรวมรังสีพวกนี้ที่เรามองไม่เห็นเข้าไปด้วย สเปกโตรสโคปี เป็นเทคนิคที่ใช้ในการแยกสิ่งที่เราวัดได้จากดาวเป็นหลายๆ ส่วน

รังสีประเภทต่างๆ ที่มา – Wikimedia Commons

การที่เรารู้ได้ว่า ที่นั่นมีสารอินทรีย์อยู่ ส่วนที่นี่มีไฮโดรเจน นั่นก็เป็นเพราะว่า สารแต่ละชนิดจะมีวิธีการผสมของรังสีเหล่านี้ที่เฉพาะตัว นักวิทยาศาสตร์จึงสามารถใช้การผสมของรังสีในการจำแนกสารต่าง ๆ นั่นเอง พอเรารู้วิธีหาตำแหน่งของสารอินทีย์ในอวกาศแล้ว มันก็คงจะมีคำถามต่อไปว่าแล้วที่ไหนละที่เราจะเจอมัน

ลูกบอลระหว่างดวงดาว

ดาวฤกษ์แต่ละดวงนั้นอยู่ห่างจากกันมาก ระหว่างดาวแต่ละดวงจะเรียกว่า มวลสารระหว่างดาว (Interstellar Medium) ในบริเวณนี้ส่วนใหญ่ประกอบด้วย ไฮโดรเจน และ ฮีเลียม เป็นส่วนใหญ่ นอกจากนั้นจะมีสารอื่นๆ อีกมากมาย ซึ่งรวมถึง สารอินทรีย์ มากกว่า 150 ชนิด อาทิเช่น คาร์บอนไดออกไซด์ มีเทน และ แอมโมเนีย

สารคาร์บอน C-60 ที่ซับซ้อน ที่มา – Wikimedia Commons

หนึ่งในสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนที่สุดในอวกาศที่เราพบเจอนั้นก็คือ บักมินสเตอร์ ฟลูเลอรีน (Buckminsterfullerene) มีสูตรทางเคมีว่า C-60 นั่นคือ ใน 1 โมเลกุล ประกอบด้วย อะตอม คาร์บอน จำนวน 60 อะตอม การเรียงตัวของมันมีลักษณะเฉพาะตัวที่ไม่เหมือนใคร นั้นคือเรียงตัวเป็น ลูกบอล หรือที่เรียกว่า Buckyball นั่นเอง

สารอินทรีย์ในกาแลกซี่อันไกลโพ้น

กาแลกซี่ คือ กลุ่มก้อนของดวงดาวจำนวนมากนี่มารวมตัวอยู่ด้วยกัน บางอันมันอยู่ไกลมากหลายพันล้านปีแสง นั่นทำให้กาแลกซี่ที่เราเห็นอยู่เป็นภาพในอดีต ปัจจุบันมีอะไรเกิดขึ้นกับกาแลกซี่พวกนี้ เราไม่มีทางรู้ได้เลย เพราะแสงต้องใช้เวลาถึงพันล้านปีกว่าจะเดินทางมาถึงเรา และ บอกเราได้ว่ามีอะไรเกิดขึ้นกับมันบ้าง

สารอินทรีย์ในกาแลกซี่อันไกลโพ้น ที่มา – NASA

สารอินทรีย์ ถูกค้นพบในกาแลกซี่ต่างๆ มากมายทั่วทั้งอวกาศ ยกตัวอย่างเช่นใน กาแลกซี่ M82 และ กาแลกซี่ NGC1068 บางกาแลกซี่ที่ค้นพบนั้นอยู่ไกลถึง 10 ล้านปีแสง ทำให้เรารู้ว่า สารอินทรีย์ นั้นมีขึ้นในโลกตั้งแต่เมื่อ 10 ล้านปีที่แล้ว ก่อนที่สิ่งมีชีวิตนั้นจะเกิดขึ้นบนโลกนี้เสียอีก

แล้วระบบสุริยะของเราล่ะ

ในระบบสุริยะของเรา สารอินทรีย์ นั้นพบได้ทั่วไป สารอินทรีย์ในสถานะแก็ส สามารถพบได้ในบรรยากาศของดาวเคราะห์แก็ส (ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส ดาวเนปจูน) สารที่พบได้แก่ สารจำพวกมีเทน อะเซทิลีน และ อีเทน

Hovering Over Titan ที่มา – NASA

ลึกลงไปภายใต้ดาวเคราะห์แก๊สเหล่านี้ คาดว่า สารอินทรีย์ในสถานะแก๊สนี้จะมีการเปลี่ยนสภาพไปเป็นของเหลวและของแข็ง ด้วยความดันที่เพิ่มขึ้น แต่เนื่องจากแสงจากบริเวณเหล่านั้นไม่สามารถส่องผ่านชั้นบรรยากาศออกมาได้ จึงทำให้การตรวจสอบนั้นเป็นไปได้ยาก

Image result for Enceladus nasa

เอนเซลาดัส (Enceladus) ดวงจันทร์ของดาวเสาร์ ที่มา – NASA

นอกจากดาวเคราะห์แก๊สแล้ว ดวงจันทร์บริวารบางดวงของมันยังมี สารอินทรีย์ เป็นส่วนประกอบอีกด้วย ตัวอย่างเช่น เอนเซลาดัส (Enceladus) ซึ่งเป็นดวงจันทร์ของดาวเสาร์ ในกรณีนี้ ยานอวกาศ Cassini ได้ตรวจพบ สารอินทรีย์ โดยตรงจากน้ำพุร้อนที่พุ่งออกมาสูงมาก

นอกเหนือจากนี้ยังมีการค้นพบสารอินทรีย์จากอุกกาบาตต่างๆ ที่ตกมายังโลกมากมาย ยกตัวอย่างเช่น อุกกาบาต Sutter’s Mill ที่ตกลงมาในปี 2012 การวิเคราะห์อุกกาบาตชิ้นนี้พบว่าเจอสารอินทรีย์ที่มาความซับซ้อนกว่าปกติ อาจจะเป็นบ่อเกิดของสิ่งมีชีวิตได้

ความสำคัญของสารอินทรีย์บนดาวอังคาร

จริงๆ แล้ว สารอินทรีย์ นั้นไม่ใช่ rare item อย่างหลายคนคิด สารอินทรีย์นั้นหาได้ทั่วไปในอวกาศ แต่หากสังเกตุจะพบว่า สารอินทรีย์ที่พบทั่วไปนี้มีความเรียบง่ายมาก ส่วนใหญ่มีไม่ถึง 10 อะตอมต่อโมเลกุล ซึ่งไม่สามารถเทียบได้กับ สารอินทรีย์ในสิ่งมีชีวิตซึ่งเฉลี่ยแล้วมีมากกว่า 10,000 อะตอมต่อโมเลกุล

Image result for complex protein molecules

ตัวอย่างโปรตีนที่ซับซ้อน ที่มา – Wikipedia

การค้นพบสารอินทรีย์ในดาวอังคารที่ องค์การนาซ่า ได้มีการแถลงข่าวนั้น หมายถึง สารอินทรีย์ที่มีความซับซ้อนอยู่ในหลัก 20-50 อะตอมต่อโมเลกุล ซึ่งซับซ้อนกว่าสารอินทรีย์ทั่วไปที่สามารถเจอได้ในระบบสุริยะ จึงทำให้เป็นที่น่าสนใจและตื่นเต้น แต่ความซับซ้อนแค่นั้นก็ยังไม่พอที่จะทำให้เกิดสิ่งมีชีวิตได้ ทางองค์การนาซ่า จึงต้องพยายามหาสารเหล่านี้ต่อไป ด้วยความหวังที่ว่า สักวันหนึ่ง เราจะเจอสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนกว่านี้ที่อาจจะชี้ได้ว่ามีสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาวอังคารอยู่จริงๆ

 

อ้างอิง 

หนังสือ Organic Matter in the Universe โดย Dr. Sun Kwok (2011)

Cassini Tastes Organic Material at Saturn’s Geyser Moon

Meteorite Brought Surprising Ingredient for Life to Earth in 2012

Astronomers discover complex organic matter in the universe

Last modified: June 10, 2018

Pichsinee P., I love you forever.