ความประทับใจของศิลปินที่มีต่อหอสังเกตการณ์อวกาศเฮอร์เชลด้วยการสังเกตการก่อตัวดาวในเนบิวลา Rosette ในพื้นหลัง
(ภาพ: © C. Carreau / ESA)
อดัม Hadhazy นักเขียนและบรรณาธิการมูลนิธิ Kavli มีส่วนในบทความนี้เพื่อเสียงผู้เชี่ยวชาญของ Space.com: Op-Ed & Insights
ตั้งแต่การเดินทางแคมป์ปิ้งแบบบังเอิญไปจนถึงการหาฉันทามตินานาชาติในหอสังเกตการณ์ขนาดใหญ่ผู้ได้รับรางวัล Kavli Prize 2018 ได้กล่าวถึงการเดินทางส่วนตัวและอาชีพของเธอในสาขาวิชาเคมี
พื้นที่ทั้งหมดไม่ใช่สถานที่ที่เป็นบาร์เร็น กาแลกซี่นั้นเต็มไปด้วยเมฆฝุ่นที่บรรจุตุ๋นของโมเลกุลมากมายตั้งแต่แก๊สไฮโดรเจนธรรมดาไปจนถึงสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนซึ่งมีความสำคัญต่อการพัฒนาชีวิต การเข้าใจว่าส่วนผสมของจักรวาลเหล่านี้ผสมกันอย่างไรในการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์เป็นงานของ Ewine van Dishoeck
นักเคมีจากการฝึกฝน Van Dishoeck หันมามองที่จักรวาลในไม่ช้า เธอเป็นผู้บุกเบิกความก้าวหน้าจำนวนมากในสาขาดาราศาสตร์ที่เกิดขึ้นใหม่โดยควบคุมกล้องโทรทรรศน์ล่าสุดเพื่อเปิดเผยและอธิบายเนื้อหาของเมฆที่มีดาวเป็นวงกว้าง ในขณะเดียวกัน Van Dishoeck ได้ทำการทดลองในห้องปฏิบัติการและทำการคำนวณควอนตัม บริษัท เพื่อทำความเข้าใจการสลายตัวของโมเลกุลจักรวาลด้วยแสงดาวรวมถึงเงื่อนไขที่โมเลกุลใหม่ซ้อนกันเหมือนก้อนอิฐเลโก้ [8 Baffling Astronomy Mysteries]
"สำหรับผลงานที่รวมกันของเธอในการสังเกตการณ์เชิงทฤษฎีและห้องปฏิบัติการทำให้เกิดวงจรชีวิตของเมฆระหว่างดวงดาวและการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์" Van Dishoeck ได้รับรางวัล Kavli Prize ประจำปีในสาขาดาราศาสตร์ฟิสิกส์ในปี 2018 เธอเป็นคนที่ได้รับรางวัลรองในสาขาใดก็ตามที่ได้รับการยกย่องให้เป็นผู้ได้รับรางวัลเพียงคนเดียวในประวัติศาสตร์
เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับอาชีพที่ก้าวหน้าของเธอในวิชาเคมีและสิ่งที่จะเกิดขึ้นในอนาคตมูลนิธิ Kavli พูดกับ van Dishoeck จากสำนักงานของเธอที่หอดูดาวไลเดนที่มหาวิทยาลัยไลเดนในเนเธอร์แลนด์ก่อนที่เธอจะเข้าร่วมงานบาร์บีคิวแบบพนักงาน Van Dishoeck เป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ระดับโมเลกุลและเป็นประธานาธิบดีแห่งสหภาพดาราศาสตร์ระหว่างประเทศ (IAU)
ต่อไปนี้เป็นบันทึกการแก้ไขของการอภิปรายโต๊ะกลม Van Dishoeck ได้รับโอกาสให้แก้ไขหรือแก้ไขคำพูดของเธอ
มูลนิธิ KAVLI: แอสโตรเคมีบอกอะไรเราเกี่ยวกับตัวเราและจักรวาลที่เราอาศัยอยู่
การตรวจค้น EWINE VAN: เรื่องราวโดยรวมของแอสโตรเคมีก็คือต้นกำเนิดของเราคืออะไร? เรามาจากไหนเราสร้างได้อย่างไร ดาวเคราะห์และดวงอาทิตย์ของเราก่อตัวอย่างไร ในที่สุดนั่นทำให้เราพยายามค้นพบสิ่งปลูกสร้างพื้นฐานสำหรับดวงอาทิตย์โลกและเรา มันเหมือน Legos - เราต้องการทราบว่าชิ้นส่วนใดในอาคารเลโก้สำหรับระบบสุริยะของเรา
Building Block พื้นฐานส่วนใหญ่นั้นแน่นอนว่าเป็นองค์ประกอบทางเคมี แต่องค์ประกอบเหล่านี้รวมกันอย่างไรในการสร้างหน่วยการสร้างขนาดใหญ่ขึ้น - โมเลกุล - ในอวกาศมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการทำความเข้าใจว่าสิ่งอื่น ๆ เกิดขึ้นได้อย่างไร
TKF: ตอนนี้คุณและนักวิจัยคนอื่นได้ระบุหน่วยการสร้างโมเลกุลในอวกาศมากกว่า 200 รายการแล้ว สาขาวิชานี้มีการพัฒนาอย่างไรในเส้นทางอาชีพของคุณ?
EVD: ในปี 1970 เราเริ่มพบว่าโมเลกุลที่ผิดปกติมากเช่นไอออนและอนุมูลอิสระนั้นมีอยู่ค่อนข้างมากในอวกาศ โมเลกุลเหล่านี้ขาดหายไปหรือมีอิเล็กตรอนที่ไม่มีการจับคู่ บนโลกพวกเขาไม่คงอยู่นานเพราะทำปฏิกิริยากับสิ่งอื่น ๆ ที่พวกเขาพบได้อย่างรวดเร็ว แต่เนื่องจากอวกาศว่างเปล่าดังนั้นไอออนและอนุมูลอิสระจึงสามารถมีชีวิตอยู่ได้นานนับหมื่นปีก่อนชนเข้ากับอะไร
ตอนนี้เรากำลังมุ่งไปสู่การระบุโมเลกุลที่มีอยู่ในใจกลางของภูมิภาคที่มีดวงดาวและดาวเคราะห์ดวงใหม่กำลังก่อตัวขึ้น ณ ขณะนี้ เราได้พบไอออนและอนุมูลอิสระที่แยกได้ไปยังโมเลกุลที่อิ่มตัวมากขึ้น เหล่านี้รวมถึงโมเลกุล [ประกอบด้วยคาร์บอน] ในรูปแบบที่ง่ายที่สุดเช่นเมทานอล จากการสร้างเมทานอลพื้นฐานนั้นคุณสามารถสร้างโมเลกุลได้มากถึง glycolaldehyde ซึ่งเป็นน้ำตาลและ ethylene glycol ทั้งสองนี้เป็นโมเลกุล "พรีไบโอติก" ซึ่งหมายความว่าพวกมันจำเป็นสำหรับการสร้างโมเลกุลของสิ่งมีชีวิตในที่สุด
บริเวณที่แอสโตรเคมีกำลังเคลื่อนที่ต่อไปอยู่ห่างจากการเก็บสต็อกของโมเลกุลและพยายามทำความเข้าใจว่าการเกิดโมเลกุลที่แตกต่างกันเหล่านี้เกิดขึ้นได้อย่างไร นอกจากนี้เรายังพยายามที่จะเข้าใจว่าทำไมเราอาจพบโมเลกุลบางจำนวนมากขึ้นในภูมิภาคของจักรวาลโดยเฉพาะเมื่อเทียบกับโมเลกุลชนิดอื่น
TKF: สิ่งที่คุณพูดว่าทำให้ฉันนึกถึงการเปรียบเทียบ: ตอนนี้ตอนนี้นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบโมเลกุลใหม่ในอวกาศน้อยกว่านักสัตววิทยาที่ค้นหาสัตว์ใหม่ในป่า ตอนนี้สนามเป็นมากกว่าเกี่ยวกับ "นิเวศวิทยา" ของการที่สัตว์โมเลกุลเหล่านั้นมีปฏิสัมพันธ์กันอย่างไรและทำไมมีหลายชนิดในอวกาศ แต่มีเพียงไม่กี่ที่และอื่น ๆ
EVD: นั่นเป็นการเปรียบเทียบที่ดี! ในขณะที่เรากำลังทำความเข้าใจกับฟิสิกส์และเคมีของการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ส่วนสำคัญคือการหาสาเหตุว่าทำไมโมเลกุลบางตัวจึงมีมากมายในบริเวณระหว่างดวงดาว แต่เป็น "สูญพันธุ์" เช่นเดียวกับสัตว์ในภูมิภาคอื่น ๆ
หากเรายังคงอุปมาอุปมัยของคุณมีปฏิสัมพันธ์ที่น่าสนใจมากมายระหว่างโมเลกุลที่สามารถเปรียบกับนิเวศวิทยาของสัตว์ ยกตัวอย่างเช่นอุณหภูมิเป็นปัจจัยควบคุมในพฤติกรรมและปฏิสัมพันธ์ของโมเลกุลในอวกาศซึ่งส่งผลกระทบต่อกิจกรรมของสัตว์และที่ที่พวกมันอาศัยอยู่เช่นเดียวกัน
TKF: การย้อนกลับไปยังแนวคิดการสร้างบล็อกกระบวนการสร้างอัลโตเคมีคอลทำงานอย่างไร
EVD: แนวคิดสำคัญในการสร้างโมเลกุลในอวกาศคือสิ่งที่เรารู้จากชีวิตประจำวันบนโลกนี้ที่เรียกว่าการเปลี่ยนเฟส นั่นคือเมื่อของแข็งละลายเป็นของเหลวหรือของเหลวระเหยกลายเป็นก๊าซและอื่น ๆ
ขณะนี้อยู่ในอวกาศโมเลกุลทุกอันมี "สายหิมะ" ของตัวเองซึ่งเป็นการแบ่งระหว่างเฟสแก๊สและโซลิดเฟส ตัวอย่างเช่นน้ำมีแนวหิมะซึ่งจะเปลี่ยนจากก๊าซน้ำไปเป็นน้ำแข็ง ฉันควรชี้ให้เห็นว่ารูปแบบของเหลวขององค์ประกอบและโมเลกุลไม่สามารถอยู่ในอวกาศได้เพราะมีแรงกดดันน้อยเกินไป น้ำสามารถเป็นของเหลวบนโลกเนื่องจากแรงกดดันจากชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์
ย้อนกลับไปที่แนวหิมะตอนนี้เรากำลังค้นพบว่าพวกมันมีบทบาทสำคัญมากในการก่อตัวดาวเคราะห์ควบคุมเคมีมากมาย หนึ่งในบล็อคเลโก้ที่สำคัญที่สุดที่เราได้ค้นพบคือคาร์บอนมอนอกไซด์ เราคุ้นเคยกับคาร์บอนมอนอกไซด์บนโลกเพราะมันเกิดจากการเผาไหม้เป็นต้น เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้แสดงให้เห็นในห้องทดลองที่ไลเดนว่าคาร์บอนมอนอกไซด์เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการสร้างสารอินทรีย์ที่ซับซ้อนมากขึ้นในอวกาศ คาร์บอนมอนอกไซด์ที่แช่แข็งออกจากแก๊สไปยังของแข็งจะเป็นขั้นตอนแรกที่สำคัญในการเพิ่มเลโก้บล็อกของไฮโดรเจน การทำเช่นนี้ช่วยให้คุณสามารถสร้างโมเลกุลที่ใหญ่ขึ้นและใหญ่ขึ้นเช่นฟอร์มาลดีไฮด์ [CH2O] จากนั้นเมทานอลไปยังไกลคอลดีไฮด์ตามที่เราพูดถึงหรือคุณสามารถไปที่โมเลกุลที่ซับซ้อนมากขึ้นเช่นกลีเซอรอล [C]3H8O3].
นั่นเป็นเพียงตัวอย่างเดียว แต่มันให้ความรู้สึกว่ากระบวนการสร้างเสริมในวิชาเคมี
TKF: คุณเพิ่งพูดถึงห้องแล็บของคุณที่หอดูดาวไลเดน ห้องปฏิบัติการ Sackler สำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์ซึ่งฉันเข้าใจว่ามีความแตกต่างเป็นห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ดาราศาสตร์ครั้งแรก มันเป็นอย่างไรและคุณประสบความสำเร็จได้อย่างไร
EVD: ถูกตัอง. มาโยกรีนเบิร์กนักโหราศาสตร์ผู้บุกเบิกเริ่มการทดลองในปี 1970 และเป็นจริงครั้งแรกสำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในโลก เขาปลดเกษียณแล้วฉันก็เดินต่อไปเรื่อย ๆ ในที่สุดฉันก็กลายเป็นผู้อำนวยการห้องปฏิบัติการนี้ในต้นปี 1990 และยังคงอยู่จนถึงปี 2004 เมื่อเพื่อนร่วมงานสันนิษฐานว่าเป็นผู้นำ ฉันยังคงทำงานร่วมกันและทำการทดลองที่นั่น
สิ่งที่เราประสบความสำเร็จในการบรรลุผลในห้องปฏิบัติการคือสภาพอากาศที่รุนแรง: ความเย็นและการแผ่รังสี เราสามารถทำให้อุณหภูมิในอวกาศลดลงถึง 10 เคลวิน [ลบ 442 องศาฟาเรนไฮต์; ลบ 260 องศาเซลเซียส] ซึ่งอยู่เหนือศูนย์สัมบูรณ์เล็กน้อย นอกจากนี้เรายังสามารถสร้างรังสีอุลตร้าไวโอเลตที่รุนแรงในแสงดาวที่โมเลกุลอยู่ภายใต้การก่อตัวของดาวดวงใหม่ [Star Quiz: ทดสอบดวงดาวของคุณ]
อย่างไรก็ตามที่ที่เราล้มเหลวนั้นอยู่ในการทำให้เกิดสุญญากาศในอวกาศ เราพิจารณาสุญญากาศระดับสูงพิเศษในห้องปฏิบัติการเพื่อให้ได้อันดับที่ 108 ถึง 1010 [หนึ่งร้อยล้านถึงหมื่นล้าน] อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร สิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่าเมฆหนาแน่นที่ซึ่งดาวและการก่อตัวดาวเคราะห์เกิดขึ้นมีเพียงประมาณ 10 เท่านั้น4หรือประมาณ 10,000 อนุภาคต่อลูกบาศก์เซนติเมตร นั่นหมายความว่าคลาวด์ที่หนาแน่นในอวกาศยังคงว่างเปล่ามากกว่าล้านเท่าที่ดีที่สุดที่เราสามารถทำได้ในห้องแล็บ!
แต่ท้ายที่สุดนี้ก็ใช้เพื่อประโยชน์ของเรา ในพื้นที่สูญญากาศสุดขีดเคมีที่เราสนใจจะเข้าใจนั้นเคลื่อนไหวช้ามาก ๆ นั่นไม่ได้เกิดขึ้นในห้องแล็บซึ่งเราไม่สามารถรอ 10,000 หรือ 100,000 ปีที่โมเลกุลจะชนกันและมีปฏิสัมพันธ์กัน แต่เราต้องสามารถทำปฏิกิริยาในหนึ่งวันเพื่อเรียนรู้ทุกอย่างในเวลาที่อาชีพวิทยาศาสตร์ของมนุษย์ ดังนั้นเราจึงเร่งทุกอย่างให้เร็วขึ้นและสามารถแปลสิ่งที่เราเห็นในห้องปฏิบัติการให้มีระยะเวลานานขึ้นในอวกาศ
TKF: นอกเหนือจากงานแล็บในอาชีพของคุณคุณได้ใช้กล้องโทรทรรศน์หลายแขนเพื่อศึกษาโมเลกุลในอวกาศ เครื่องมือชนิดใดที่มีความสำคัญต่อการวิจัยของคุณและทำไม?
EVD: เครื่องมือใหม่ ๆ มีความสำคัญตลอดอาชีพการงานของฉัน ดาราศาสตร์นั้นขับเคลื่อนด้วยการสังเกตการณ์ การมีกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังมากขึ้นในช่วงความยาวคลื่นใหม่ของแสงนั้นเปรียบเสมือนการมองจักรวาลด้วยตาที่แตกต่างกัน
เพื่อให้เป็นตัวอย่างในช่วงปลายทศวรรษ 1980 ฉันกลับมาที่เนเธอร์แลนด์เมื่อประเทศนั้นมีส่วนเกี่ยวข้องอย่างมากกับหอสังเกตการณ์อวกาศอินฟราเรดหรือ ISO ภารกิจที่นำโดยองค์การอวกาศยุโรป [ESA] ฉันรู้สึกโชคดีมากที่มีคนอื่นทำงานหนักเป็นเวลา 20 ปีเพื่อทำให้กล้องโทรทรรศน์นั้นเป็นจริงและฉันก็สามารถใช้มันอย่างมีความสุข! ISO มีความสำคัญมากเพราะมันเปิดสเปกตรัมอินฟราเรดซึ่งเราสามารถเห็นลายเซ็นสเปกตรัมเหล่านี้ได้เช่นลายนิ้วมือทางเคมีของน้ำรวมทั้งน้ำซึ่งมีบทบาทสำคัญในการก่อตัวของดาวและดาวเคราะห์และในกรณีของน้ำนั้นมีความสำคัญต่อชีวิต นั่นเป็นช่วงเวลาที่ดี
ภารกิจที่สำคัญมากต่อไปคือ Herschel Space Observatory ซึ่งฉันได้มีส่วนร่วมในฐานะนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาเมื่อปี 2525 จากด้านเคมีเห็นได้ชัดว่า Herschel เป็นภารกิจสำคัญสำหรับโมเลกุลระหว่างดวงดาวและโดยเฉพาะอย่างยิ่ง "ตาม ทางน้ำ " แต่ก่อนอื่นเราต้องสร้างกรณีวิทยาศาสตร์ให้กับ ESA ฉันไปที่สหรัฐอเมริกาเป็นเวลาหลายปีและได้มีการพูดคุยกันที่นั่นซึ่งฉันได้ช่วยเรื่องวิทยาศาสตร์สำหรับเฮอร์เชลให้กับหน่วยงานระดมทุนในสหรัฐฯ มันเป็นแรงผลักดันครั้งใหญ่จนกระทั่งภารกิจได้รับการอนุมัติในที่สุดในช่วงปลายปี 1990 จากนั้นก็ยังคงใช้เวลา 10 ปีในการสร้างและเปิดตัว แต่ในที่สุดเราก็ได้รับข้อมูลแรกของเราในปลายปี 2009 ดังนั้นจากปี 1982 ถึง 2009 - นั่นเป็นระยะยาว! [ภาพถ่าย: ภาพอินฟราเรดที่น่าตื่นตาตื่นใจของ Herschel Space Observatory]
TKF: ความรักในอวกาศและเคมีของคุณหยั่งรากลึกแค่ไหนและเมื่อไหร่?
EVD: ความรักหลักของฉันคือโมเลกุล นั่นเริ่มต้นในโรงเรียนมัธยมด้วยครูเคมีที่ดีมาก มากขึ้นอยู่กับครูที่ดีจริง ๆ และฉันไม่คิดว่าผู้คนจะตระหนักถึงความสำคัญ ฉันเพิ่งรู้เมื่อฉันไปถึงมหาวิทยาลัยว่าฟิสิกส์สนุกพอ ๆ กับวิชาเคมี
TKF: เส้นทางการศึกษาอะไรที่ทำให้คุณกลายเป็นนักโหราศาสตร์ในท้ายที่สุด
EVD: ที่ Leiden University ฉันได้ทำปริญญาโททางด้านเคมีและเชื่อว่าฉันต้องการที่จะเรียนต่อวิชาเคมีควอนตัมเชิงทฤษฎี แต่ศาสตราจารย์ในสาขานั้นที่ไลเดนเสียชีวิต ดังนั้นฉันจึงเริ่มมองหาตัวเลือกอื่น ๆ ฉันไม่รู้เกี่ยวกับดาราศาสตร์ในเวลานั้นจริงๆ มันเป็นแฟนของฉันและสามีคนปัจจุบันทิมผู้ซึ่งเพิ่งได้ยินการบรรยายในสื่อระหว่างดวงดาวและทิมพูดกับฉันว่า "คุณรู้ไหมยังมีโมเลกุลอยู่ในอวกาศด้วย!" [หัวเราะ]
ฉันเริ่มดูความเป็นไปได้ในการทำวิทยานิพนธ์เกี่ยวกับโมเลกุลในอวกาศ ฉันไปจากศาสตราจารย์คนหนึ่งไปยังอีก เพื่อนร่วมงานคนหนึ่งในอัมสเตอร์ดัมบอกฉันว่าการเข้าสู่วิชาเคมีจริงๆฉันต้องไปที่ฮาร์วาร์ดเพื่อทำงานกับศาสตราจารย์อเล็กซานเดอร์ดัลการ์โน ตามที่เกิดขึ้นในปี 2522 ทิมและฉันเดินทางไปแคนาดาเพื่อเข้าร่วมการประชุมสมัชชาสหภาพดาราศาสตร์ระหว่างประเทศในมอนทรีออล เราพบว่าการประชุมผ่านดาวเทียมถูกจัดขึ้นก่อนการประชุมสมัชชาและหนึ่งในนั้นก็เกิดขึ้นจริงในสวนเฉพาะแห่งนี้ที่ซึ่งผมกับทิมตั้งแคมป์ แนวคิดที่เรามีคือ "เอาล่ะเราน่าจะใช้โอกาสนี้และไปดูศาสตราจารย์ Dalgarno คนนี้แล้ว!"
แน่นอนเรามีอุปกรณ์แคมปิ้งและเสื้อผ้าทั้งหมดนี้ แต่ฉันมีกระโปรงที่สะอาดหนึ่งชุดที่ฉันใส่ ทิมขับรถพาฉันไปที่การประชุมดาวเทียมเราพบเพื่อนร่วมงานของฉันจากอัมสเตอร์ดัมและเขาพูดว่า "โอดีฉันจะแนะนำคุณให้รู้จักกับศาสตราจารย์ดัลการ์โน" อาจารย์พาฉันออกไปข้างนอกเราคุยกันนานห้านาทีเขาถามฉันว่าฉันทำอะไรแล้ววิชาเคมีของฉันคืออะไรแล้วเขาก็พูดว่า "ฟังดูน่าสนใจ; ทำไมคุณไม่มาทำงานให้ฉันล่ะ" เห็นได้ชัดว่าเป็นช่วงเวลาสำคัญ
นั่นเป็นวิธีเริ่มต้นทั้งหมด ฉันไม่เคยรู้สึกเสียใจเลยสักครู่
TKF: มีช่วงเวลาสำคัญอื่น ๆ อีกไหมบางทีในวัยเด็กของคุณที่ทำให้คุณเป็นนักวิทยาศาสตร์?
EVDจริง ๆ แล้วใช่ ฉันอายุประมาณ 13 ปีและพ่อของฉันเพิ่งจัดแต่งวันอาทิตย์ที่ซานดิเอโก ฉันออกจากโรงเรียนมัธยมในเนเธอร์แลนด์ซึ่งส่วนใหญ่เราได้รับบทเรียนเป็นภาษาละตินและกรีกและแน่นอนว่าคณิตศาสตร์บางอย่าง แต่เรายังไม่มีอะไรในแง่ของเคมีหรือฟิสิกส์และชีววิทยายังไม่เริ่มจนกว่าอย่างน้อยหนึ่งหรือสองปีต่อมา
ที่โรงเรียนมัธยมต้นในซานดิเอโกฉันตัดสินใจเรียนหัวข้อที่แตกต่างกันมาก ฉันยกตัวอย่างภาษาสเปน นอกจากนี้ยังมีความเป็นไปได้ที่จะทำวิทยาศาสตร์ ฉันมีครูที่ดีมากซึ่งเป็นหญิงชาวแอฟริกันอเมริกันซึ่งในเวลานั้นในปี 1968 นั้นค่อนข้างแปลก เธอเป็นเพียงแรงบันดาลใจ เธอมีการทดลองเธอมีคำถามและเธอพยายามดึงฉันเข้าสู่วิทยาศาสตร์
TKF: ตอนนี้รอคอยที่จะสัญญาของอาตาคามาอาร์มาม่าขนาดใหญ่ / ซับมิลมิเตอร์อาเรย์ (ALMA) ซึ่งเปิดเมื่อหลายปีก่อนและเป็นโครงการทางดาราศาสตร์ภาคพื้นดินที่มีความทะเยอทะยานและมีราคาแพงที่สุดที่เคยปฏิบัติ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ Reinhard Genzel ให้เครดิตคุณด้วยการช่วยสร้างฉันทามติระหว่างประเทศหลังหอสังเกตการณ์นี้ คุณทำคดีให้ ALMA ได้อย่างไร
EVD: ALMA ประสบความสำเร็จอย่างยอดเยี่ยมในฐานะหอดูดาวรอบปฐมทัศน์ในช่วงแสงพิเศษและมิลลิเมตรซึ่งเป็นหน้าต่างที่สำคัญสำหรับการสังเกตโมเลกุลในอวกาศ วันนี้ ALMA ประกอบด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 66 ตัวที่มีการกำหนดค่าความยาว 7-12 เมตรซึ่งครอบคลุมทั่วที่ราบสูงในชิลี มันเป็นถนนที่ยาวมากเพื่อไปถึงที่ที่เราอยู่ตอนนี้!
ALMA เป็นผลมาจากความฝันของผู้คนหลายพันคน ฉันเป็นหนึ่งในสองสมาชิกจากฝั่งยุโรปในคณะกรรมการที่ปรึกษาด้านวิทยาศาสตร์ของสหรัฐอเมริกาสำหรับ ALMA ฉันรู้จักชุมชนวิทยาศาสตร์อเมริกาเหนือเป็นอย่างดีตั้งแต่หกปีที่ทำงานในสหรัฐอเมริกาทั้งสองฝ่ายรวมถึงญี่ปุ่นมีแนวคิดที่แตกต่างกันมากสำหรับ ALMA ชาวยุโรปกำลังคิดเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์ที่สามารถนำไปใช้กับเคมีที่มีความลึกและเป็นเอกภพในยุคแรก ๆ ได้ในขณะที่ชาวอเมริกาเหนือกำลังคิดมากเกี่ยวกับการถ่ายภาพขนาดใหญ่และความละเอียดสูง กลุ่มหนึ่งกำลังพูดถึงการสร้างกล้องโทรทรรศน์ยาวแปดเมตรและอีกกลุ่มประมาณ 15 เมตร [พบกับ ALMA: ภาพถ่ายที่น่าทึ่งจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุยักษ์]
ดังนั้นฉันจึงเป็นหนึ่งในผู้คนที่ช่วยนำข้อโต้แย้งทั้งสองมารวมกัน ฉันพูดว่า "ถ้าคุณสร้างอาเรย์ที่ใหญ่กว่าจริง ๆ แล้วพวกเราทุกคนชนะ" แผนการดังกล่าวได้นำกล้องโทรทรรศน์จำนวนมากมารวมกันในอาเรย์หนึ่งแทนที่จะใช้อาเรย์ที่แยกกันซึ่งไม่ทรงพลัง และนั่นคือสิ่งที่เกิดขึ้น เรากำหนดโทนของการทำงานร่วมกันในโครงการที่ยอดเยี่ยมนี้แทนที่จะเป็นคู่แข่ง
TKF: เขตแดนใหม่กำลังเปิดตัว ALMA ในวิชาเคมีได้อย่างไร
EVD: การกระโดดครั้งใหญ่ที่เราทำกับ ALMA นั้นเป็นการแก้ปัญหาเชิงพื้นที่ ลองนึกภาพดูเมืองจากด้านบน ภาพแรกของ Google Earth นั้นแย่มาก - คุณแทบจะไม่เห็นอะไรเลย เมืองนี้มีหยดน้ำขนาดใหญ่ ตั้งแต่นั้นมาภาพต่างๆก็เริ่มคมชัดขึ้นเรื่อย ๆ เนื่องจากความละเอียดเชิงพื้นที่ได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเมื่อใช้กับกล้องบนดาวเทียม ทุกวันนี้คุณสามารถเห็นลำคลอง [ในเมืองดัตช์] ถนนหรือแม้แต่บ้านเดี่ยว คุณสามารถเห็นได้ว่าเมืองทั้งเมืองถูกรวมเข้าด้วยกันอย่างไร
สิ่งเดียวกันนี้กำลังเกิดขึ้นกับแหล่งกำเนิดของดาวเคราะห์ซึ่งเป็นดิสก์เล็ก ๆ เหล่านี้รอบดาวฤกษ์อายุน้อย ดิสก์เหล่านั้นมีขนาดเล็กกว่าเมฆหนึ่งร้อยถึงพันเท่าที่เราเคยดูมาก่อนหน้านี้ซึ่งดาวฤกษ์เกิด ด้วย ALMA เรากำลังซูมเข้าสู่ภูมิภาคที่มีดาวดวงใหม่และดาวเคราะห์กำลังก่อตัว สิ่งเหล่านี้เป็นเครื่องชั่งที่เกี่ยวข้องเพื่อทำความเข้าใจว่ากระบวนการเหล่านั้นทำงานอย่างไร และ ALMA นั้นมีความสามารถด้านสเปกโทรสโกปีในการตรวจจับและศึกษาโมเลกุลในวงกว้างที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการเหล่านั้น ALMA เป็นก้าวที่ยอดเยี่ยมจากทุกสิ่งที่เราเคยมีมา
TKF: กล้องโทรทรรศน์ใหม่ที่คุณใช้ในอาชีพของคุณได้พิสูจน์แล้วว่าไม่ธรรมดา ในขณะเดียวกันเรายัง จำกัด ว่าเราจะเห็นอะไรในจักรวาล เมื่อคุณคิดว่าจะใช้กล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไปในอนาคตคุณหวังว่าจะเห็นอะไรมากที่สุด
EVD: ขั้นตอนต่อไปในการวิจัยของเราคือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ [JWST] ซึ่งจะเปิดตัวในปี 2564 ด้วย JWST ฉันรอคอยอย่างยิ่งที่จะได้เห็นโมเลกุลอินทรีย์และน้ำในเครื่องชั่งขนาดเล็กลงและในส่วนต่าง ๆ ของโลก - สร้างเขตกว่าเป็นไปได้ด้วย ALMA
แต่ ALMA จะมีความสำคัญสำหรับการวิจัยของเราเป็นเวลานาน - อีก 30 ถึง 50 ปี ยังมีอีกมากที่เราต้องค้นหาด้วย ALMA อย่างไรก็ตาม ALMA ไม่สามารถช่วยเราศึกษาส่วนภายในของดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์ได้ในระดับที่โลกของเราก่อตัวขึ้นเพียงระยะทางสั้น ๆ จากดวงอาทิตย์ ก๊าซในดิสก์นั้นอุ่นกว่าที่นั่นและแสงอินฟราเรดที่เปล่งออกมานั้นสามารถจับได้ด้วยเครื่องมือที่เพื่อนร่วมงานของฉันและฉันได้ช่วยในการดำเนินการกับ JWST
JWST เป็นภารกิจสุดท้ายที่ฉันได้ทำ อีกครั้งมันเป็นโอกาสที่ฉันได้มีส่วนร่วม แต่ฉันก็อยู่ในตำแหน่งที่ดีกับหุ้นส่วนชาวอเมริกันและเพื่อนร่วมงานของฉันเพื่อช่วย พวกเราหลายคนจากฝั่งยุโรปและสหรัฐอเมริกามารวมตัวกันและพูดว่า "เฮ้เราต้องการทำให้เครื่องมือนี้เกิดขึ้นและเราสามารถทำได้ในความร่วมมือ 50/50"
TKF: จากการทำงานของคุณในหน่วยการสร้างที่ทำขึ้นดาวและดาวเคราะห์จักรวาลดูเหมือนจะตอบสนองหรือเอื้อต่อชีวิตหรือไม่?
EVD: ฉันมักจะบอกว่าฉันให้หน่วยการสร้างและจากนั้นก็ขึ้นอยู่กับชีววิทยาและเคมีเพื่อบอกเล่าเรื่องราวที่เหลือ! [เสียงหัวเราะ] ท้ายที่สุดแล้วมันสำคัญว่าชีวิตแบบไหนที่เรากำลังพูดถึง เรากำลังพูดถึงสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมที่มีเซลล์เดียวที่เรารู้ว่าเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วบนโลกนี้หรือไม่? เมื่อพิจารณาจากส่วนผสมทั้งหมดที่เรามีอยู่นั้นไม่มีเหตุผลว่าทำไมมันไม่สามารถเกิดขึ้นได้กับดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันล้านดวงที่เรารู้ว่ากำลังโคจรรอบดาวฤกษ์อื่นหลายพันล้านดวง
ไปยังขั้นตอนต่อไปของชีวิตหลายเซลล์และในที่สุดเราก็เข้าใจน้อยมาก แต่สิ่งที่เกิดขึ้นจากชีวิตที่เรียบง่าย แต่ฉันคิดว่ามันปลอดภัยที่จะพูดเมื่อระดับความซับซ้อนมีความเป็นไปได้น้อยกว่าที่จะเกิดขึ้นได้บ่อยเท่าที่พูดจุลินทรีย์ [10 ดาวเคราะห์นอกระบบที่สามารถเป็นเจ้าภาพชีวิตคนต่างด้าว]
TKF: สาขาวิชาเคมีจะช่วยเราตอบคำถามว่ามีหรือไม่ ชีวิตมนุษย์ต่างดาวในจักรวาล?
EVD: การศึกษาเคมีของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบเป็นสิ่งที่จะช่วยให้เราตอบคำถามนี้ เราจะค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบที่มีรูปร่างคล้ายโลกหลายดวง ขั้นตอนต่อไปคือการมองหาลายนิ้วมือสเปกตรัมซึ่งผมได้กล่าวไปก่อนหน้านี้ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ ในลายนิ้วมือเหล่านั้นเราจะมองหา "ชีวโมเลกุล" โดยเฉพาะหรือการรวมกันของโมเลกุลที่สามารถบ่งบอกถึงการปรากฏตัวของสิ่งมีชีวิตบางรูปแบบ นั่นหมายถึงไม่เพียง แต่น้ำ แต่ออกซิเจนโอโซนมีเทนและอีกมากมาย
กล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบันของเราสามารถตรวจจับลายนิ้วมือเหล่านั้นแทบไม่ได้ในบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ นั่นเป็นเหตุผลที่เรากำลังสร้างกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่รุ่นต่อไปเช่นกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากซึ่งจะมีกระจกที่มีขนาดใหญ่กว่าสามเท่าของทุกวันนี้ ฉันมีส่วนร่วมในการสร้างกรณีศึกษาวิทยาศาสตร์สำหรับสิ่งนั้นและเครื่องมือใหม่อื่น ๆ และชีวประวัติเป็นหนึ่งในเป้าหมายสูงสุด นั่นเป็นทิศทางที่น่าตื่นเต้นที่จะให้วิชาเคมี
