เครดิตรูปภาพ: NASA
เราจะถึงวาระ. อยู่มาวันหนึ่งโลกจะเป็นถ่านเผาไหม้หรือโคจรรอบดาวสีแดงบวม
นี่คือชะตากรรมที่ดีที่สุดของดาวเคราะห์ใด ๆ ที่อาศัยอยู่ใกล้กับดาวลำดับหลักเช่นดวงอาทิตย์ของเรา ดาวลำดับหลักวิ่งบนไฮโดรเจนและเมื่อเชื้อเพลิงหมดพวกมันจะเปลี่ยนเป็นฮีเลียมและกลายเป็นดาวยักษ์แดง ในขณะที่การเปลี่ยนแปลงของดวงอาทิตย์เป็นดาวยักษ์แดงเป็นข่าวเศร้าสำหรับโลกดาวเคราะห์น้ำแข็งในพื้นที่ที่ห่างไกลที่สุดของระบบสุริยะของเราจะได้รับความอบอุ่นจากดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก
ดวงอาทิตย์ค่อยๆเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง แต่สว่างขึ้นเรื่อย ๆ และร้อนกว่าตลอดช่วงอายุของมัน เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวยักษ์แดงในประมาณ 4 พันล้านปีดวงอาทิตย์สีเหลืองที่เราคุ้นเคยจะเปลี่ยนเป็นสีแดงสดเนื่องจากส่วนใหญ่ปล่อยพลังงานความถี่ต่ำของอินฟราเรดและแสงสีแดงที่มองเห็นได้ มันจะสว่างขึ้นเป็นพัน ๆ ครั้งและยังมีอุณหภูมิพื้นผิวที่เย็นกว่าและบรรยากาศของมันก็จะขยายออกไปอย่างช้าๆกลืนแสงดาวพุธดาวศุกร์และแม้แต่โลก
ในขณะที่ชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์คาดว่าจะถึงวงโคจรของโลกที่ 1 AU ยักษ์แดงมักจะสูญเสียมวลจำนวนมากและคลื่นของก๊าซที่ถูกขับไล่ออกไปนี้อาจผลักโลกออกจากระยะไกล แต่ไม่ว่าโลกจะถูกบริโภคหรือร้องเพลงเพียงอย่างเดียวทุกชีวิตบนโลกจะต้องถูกลืมเลือน
แต่เงื่อนไขที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้อาจปรากฏที่อื่นในระบบสุริยจักรวาลตามรายงานที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astrology โดย S. Alan Stern ผู้อำนวยการสถาบันการศึกษาอวกาศภาคตะวันตกเฉียงใต้ของสถาบันวิจัย Boulder รัฐโคโลราโด เขาบอกว่าดาวเคราะห์ที่อยู่ระหว่าง 10 ถึง 50 AU จะอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดวงอาทิตย์ยักษ์แดง เขตที่อยู่อาศัยของระบบสุริยจักรวาลคือบริเวณที่น้ำสามารถอยู่ในสถานะของเหลวได้
โซนที่อาศัยได้จะค่อยๆเลื่อนผ่านภูมิภาค 10 ถึง 50 AU เมื่อดวงอาทิตย์สว่างขึ้นและสว่างขึ้นเรื่อย ๆ วิวัฒนาการผ่านช่วงยักษ์แดง ดาวเสาร์ดาวยูเรนัสดาวเนปจูนและดาวพลูโตอยู่ในระยะ 10 ถึง 50 AU เช่นเดียวกับดวงจันทร์น้ำแข็งและวัตถุแถบไคเปอร์ แต่โลกเหล่านี้ไม่ได้มีโอกาสเท่ากันในชีวิต
โอกาสในการอาศัยอยู่บนดาวเคราะห์ก๊าซดาวเสาร์ดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสอาจไม่ได้รับผลกระทบทั้งหมดจากการเปลี่ยนผ่านของดาวยักษ์แดง นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์ก๊าซที่โคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แม่ในระบบสุริยะอื่นมากและ "จูปิเตอร์ร้อน" เหล่านี้ดูเหมือนจะจับกับชั้นบรรยากาศของก๊าซแม้ว่าจะอยู่ใกล้กับรังสีรุนแรง ชีวิตที่เรารู้ว่ามันไม่น่าจะปรากฏบนดาวเคราะห์ก๊าซ
สเติร์นคิดว่าดวงจันทร์ไทรทันของดาวเนปจูนพลูโตและจันทรจันทร์ของมันและวัตถุแถบไคเปอร์จะมีโอกาสที่ดีที่สุดสำหรับชีวิต ร่างกายเหล่านี้อุดมไปด้วยสารอินทรีย์และความร้อนของดวงอาทิตย์ยักษ์แดงจะละลายพื้นผิวน้ำแข็งของพวกเขาเป็นมหาสมุทร
“ เมื่อดวงอาทิตย์เป็นดาวยักษ์แดงโลกน้ำแข็งในระบบสุริยะของเราจะละลายและกลายเป็นโอเอซิสของมหาสมุทรมานับสิบถึงหลายร้อยล้านปี” สเติร์นกล่าว “ ระบบสุริยะของเราจะไม่ได้เป็นหนึ่งในโลกที่มีพื้นผิวมหาสมุทรเหมือนที่เป็นอยู่ในขณะนี้ แต่มีหลายร้อยดวงสำหรับดวงจันทร์น้ำแข็งทั้งหมดของดาวเคราะห์ยักษ์และดาวเคราะห์แคระน้ำแข็งแถบไคเปอร์ก็จะมีมหาสมุทรด้วยเช่นกัน เนื่องจากอุณหภูมิบนดาวพลูโตจะไม่แตกต่างกันมากไปกว่าอุณหภูมิของไมอามี่บีชในตอนนี้ฉันจึงชอบเรียก "อุ่นพลูโต" ของโลกเหล่านี้ในการเปรียบเทียบกับดาวพฤหัสร้อนมากมายที่พบว่าโคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา”
อย่างไรก็ตามอิทธิพลของดวงอาทิตย์ไม่ได้เป็นเรื่องราวทั้งหมด - ลักษณะของร่างกายของดาวเคราะห์ไปไกลในการกำหนดความเป็นอยู่ ลักษณะดังกล่าวรวมถึงกิจกรรมภายในของดาวเคราะห์การสะท้อนแสงหรือ“ อัลเบโด” ของดาวเคราะห์และความหนาและองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศ แม้ว่าดาวเคราะห์จะมีองค์ประกอบทั้งหมดที่เอื้อต่อการอยู่อาศัย แต่ชีวิตก็ไม่จำเป็นต้องปรากฏขึ้น
“ เราไม่รู้ว่าสิ่งใดที่จำเป็นในการเริ่มชีวิต” ดอนบราวน์ลีนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันในซีแอตเทิลและผู้เขียนหนังสือเรื่อง“ ชีวิตและความตายของดาวเคราะห์โลกกล่าว” Brownlee กล่าวว่าหากการตกแต่งภายในที่เปียกชื้นและวัสดุอินทรีย์เป็นสิ่งที่จำเป็นทั้งหมดแล้วดาวพลูโตไทรทันและวัตถุแถบไคเปอร์ก็สามารถมีชีวิตได้
อย่างไรก็ตามด้วยความระมัดระวังการตกแต่งภายในของดาวเคราะห์น้อยที่ผลิตอุกกาบาต chondrite ที่เป็นคาร์บอนอุกกาบาตนั้นอบอุ่นและเปียกชื้นเป็นเวลาหลายล้านปีในประวัติศาสตร์ยุคแรกของระบบสุริยะ “ ร่างกายเหล่านี้มีความอุดมสมบูรณ์ทั้งในน้ำและวัสดุอินทรีย์และยังไม่มีหลักฐานที่น่าสนใจว่าอุกกาบาตดาวเคราะห์น้อยดวงใดเคยมีสิ่งมีชีวิตอยู่ในนั้น”
วงโคจรของดาวเคราะห์ก็จะส่งผลต่อโอกาสในการใช้ชีวิต ยกตัวอย่างเช่นพลูโตไม่มีวงโคจรปกติที่ดีเหมือนโลก วงโคจรของดาวพลูโตนั้นค่อนข้างประหลาดซึ่งแปรผันในระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ตั้งแต่เดือนมกราคม 2522 ถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2542 ดาวพลูโตใกล้กับดวงอาทิตย์มากกว่าเนปจูนและในอีกร้อยปีมันจะอยู่ใกล้ดาวเนปจูนเกือบสองเท่า วงโคจรประเภทนี้จะทำให้พลูโตได้รับความร้อนสูงสลับกับการระบายความร้อนที่รุนแรง
วงโคจรของไทรทันก็เหมือนกัน ไทรทันเป็นดวงจันทร์ขนาดใหญ่เพียงดวงเดียวที่จะโคจรไปข้างหลังหรือ“ ถอยหลังเข้าคลอง” ไทรทันอาจมีวงโคจรที่ผิดปกตินี้เนื่องจากมันถูกสร้างขึ้นเป็นวัตถุแถบไคเปอร์และจากนั้นถูกแรงโน้มถ่วงของเนปจูน มันเป็นพันธมิตรที่ไม่แน่นอนเนื่องจากวงโคจรถอยหลังเข้าคลองสร้างความสัมพันธ์กับน้ำขึ้นน้ำลงกับเนปจูน นักวิทยาศาสตร์ทำนายว่าสักวันหนึ่งไทรทันจะชนกับเนปจูนหรือจะแตกเป็นชิ้นเล็ก ๆ และก่อวงแหวนรอบดาวเคราะห์
“ ระยะเวลาสำหรับการสลายตัวของวงโคจรของไทรทันนั้นไม่แน่นอนดังนั้นจึงอาจเป็นไปได้หรือมันอาจจะพังเมื่อเวลาดวงอาทิตย์ผ่านไปดาวยักษ์แดง” สเติร์นกล่าว “ ถ้าไทรทันอยู่ใกล้มันอาจจะดูเหมือนโลกมหาสมุทรที่มีอินทรีย์วัตถุเช่นเดียวกับพลูโต”
ดวงอาทิตย์จะเผาผลาญเป็นดาวยักษ์แดงประมาณ 250 ล้านปี แต่นั่นเป็นเวลาที่ชีวิตจะได้ตั้งหลักแหล่งหรือไม่? ในช่วงชีวิตยักษ์แดงส่วนใหญ่ดวงอาทิตย์จะสว่างกว่าสถานะปัจจุบันเพียง 30 เท่า เมื่อถึงจุดจบของยักษ์แดงดวงอาทิตย์จะมีความสว่างมากกว่า 1,000 เท่าและบางครั้งปล่อยพลังงานพัลส์ถึงความสว่าง 6,000 เท่าในปัจจุบัน แต่ช่วงเวลาของความสว่างที่เข้มข้นนี้จะคงอยู่ไม่กี่ล้านปีหรือมากที่สุดเป็นสิบล้านปี
ความกะทัดรัดของขั้นตอนที่สว่างที่สุดของยักษ์แดงแสดงให้เห็นถึงบราวน์ลีว่าพลูโตไม่ได้สัญญาอะไรกับชีวิตมากนัก เนื่องจากวงโคจรเฉลี่ยของดาวพลูโตเท่ากับ 40 AU ดวงอาทิตย์จะต้องมีความสว่างกว่า 1,600 เท่าเพื่อให้ดาวพลูโตได้รับรังสีดวงอาทิตย์เดียวกับที่เราได้บนโลก
“ ดวงอาทิตย์จะมาถึงความสว่างนี้ แต่ในระยะเวลาสั้น ๆ - เพียงล้านปีหรือมากกว่านั้น” บราวน์ลีกล่าว "พื้นผิวและบรรยากาศของดาวพลูโตจะ" ดีขึ้น "จากมุมมองของเรา แต่มันจะไม่เป็นสถานที่ที่ดีสำหรับช่วงเวลาสำคัญ ๆ "
หลังจากเฟสยักษ์แดงดวงอาทิตย์จะจางหายไปและจะหดตัวตามขนาดของโลกกลายเป็นดาวแคระขาว ดาวเคราะห์ไกลโพ้นที่ส่องแสงจากดาวยักษ์แดงจะกลายเป็นโลกน้ำแข็งเยือกแข็งอีกครั้ง
ดังนั้นหากชีวิตคือการปรากฏในระบบยักษ์แดงมันจะต้องเริ่มต้นอย่างรวดเร็ว คิดว่าชีวิตบนโลกนี้มีต้นกำเนิดเมื่อ 3.8 พันล้านปีก่อนประมาณ 800 ล้านปีหลังจากดาวเคราะห์ของเราเกิด แต่นั่นอาจเป็นเพราะดาวเคราะห์ในระบบสุริยะชั้นในมีประสบการณ์การทิ้งระเบิดของดาวเคราะห์น้อยจำนวน 800 ล้านปี แม้ว่าชีวิตจะเริ่มต้นขึ้นทันทีแต่ทว่าดาวเคราะห์น้อยในช่วงต้นของดาวเคราะห์น้อยจะเช็ดโลกให้สะอาดในชีวิตนั้น
Brownlee กล่าวว่ายุคใหม่ของการทิ้งระเบิดอาจเริ่มขึ้นสำหรับดาวเคราะห์ชั้นนอกเนื่องจากดวงอาทิตย์ยักษ์แดงสามารถรบกวนดาวหางจำนวนมากในแถบไคเปอร์
Brownlee กล่าวว่าเมื่อดวงอาทิตย์ยักษ์แดงสว่างกว่า 1,000 เท่าดวงอาทิตย์จะสูญเสียมวลไปครึ่งหนึ่ง “ นี่เป็นสาเหตุที่ทำให้ร่างกายโคจรออกไปด้านนอก การสูญเสียก๊าซและเอฟเฟกต์อื่น ๆ อาจทำให้แถบไคเปอร์สั่นไหวและสร้างการทิ้งระเบิดที่น่าสนใจอีกช่วงเวลาหนึ่ง”
แต่สเติร์นกล่าวว่าดาวเคราะห์ที่ดวงอาทิตย์ยักษ์แดงจะไม่ถูกทิ้งระเบิดบ่อยครั้งเท่าที่โลกยุคแรกเกิดขึ้นเพราะแถบดาวเคราะห์น้อยโบราณนั้นมีวัสดุมากกว่าที่แถบไคเปอร์ในปัจจุบันมีมาก
นอกจากนี้ดาวเคราะห์ชั้นนอกจะไม่ได้สัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ในระดับเดียวกับที่โลกต้องทนเนื่องจากดาวยักษ์แดงมีรังสียูวีต่ำมาก UV ที่มีความเข้มสูงกว่าของดาวฤกษ์ในแถบลำดับหลักสามารถทำลายโปรตีนที่ละเอียดอ่อนและเส้น RNA ที่จำเป็นสำหรับต้นกำเนิดของชีวิต ชีวิตบนโลกใบนี้สามารถกำเนิดใต้น้ำได้ในระดับความลึกที่ป้องกันจากความเข้มแสงนี้ สิ่งมีชีวิตบนโลกจึงเชื่อมโยงกับน้ำของเหลวอย่างแยกไม่ออก แต่ใครจะรู้ว่าชีวิตแบบไหนที่อาจเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ที่ไม่ต้องการการป้องกันรังสี UV
สเติร์นคิดว่าเราควรมองหาหลักฐานของสิ่งมีชีวิตบนโลกเหมือนพลูโตที่โคจรรอบดาวยักษ์แดงในปัจจุบัน ปัจจุบันเราทราบว่ามีดาวประเภทสุริยะ 100 ล้านดวงในกาแลคซีทางช้างเผือกที่เผาไหม้เป็นดาวยักษ์แดงและสเติร์นกล่าวว่าระบบเหล่านี้ทั้งหมดอาจมีดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ภายใน 10 ถึง 50 AU “ มันจะเป็นการทดสอบที่ดีสำหรับเวลาที่ต้องสร้างชีวิตบนโลกที่อบอุ่นและเต็มไปด้วยน้ำ” เขากล่าว
“ ความคิดของวัตถุที่อยู่ห่างไกลจากอินทรีย์ที่โดนดาวยักษ์แดงถล่มนั้นเป็นดาวที่น่าสนใจและน่าสนใจมากหากเป็นที่อยู่อาศัยระยะสั้นสำหรับชีวิต” บราวน์ลีกล่าวเสริม “ แต่ฉันดีใจที่ดวงอาทิตย์ของเรามีเวลาเหลือพอสมควร”
อะไรต่อไป
ในขณะที่สิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับระบบสุริยะรอบนอกนั้นขึ้นอยู่กับการตรวจวัดระยะไกลที่ทำจากกล้องโทรทรรศน์บนโลกเมื่อวันที่ 2 มกราคม 2004 นักวิทยาศาสตร์จับตามองอย่างใกล้ชิดของวัตถุแถบไคเปอร์ ยานอวกาศสตาร์ดัสผ่านดาวหาง Wild2 ซึ่งอยู่ในระยะ 136 กิโลเมตรซึ่งเป็นลูกบอลหิมะขนาดมหึมาที่ใช้เวลาส่วนใหญ่ไปกับการโคจรรอบ Kuiper Belt 4.6 พันล้านปี Wild2 ปัจจุบันโคจรรอบวงโคจรของดาวพฤหัสบดีเป็นส่วนใหญ่ Brownlee ซึ่งเป็นผู้ตรวจสอบหลักการสำหรับภารกิจสตาร์ดัสกล่าวว่าภาพสตาร์ดัสแสดงรายละเอียดพื้นผิวที่ยอดเยี่ยมของร่างกายที่มีรูปร่างทั้งในประวัติศาสตร์โบราณและเมื่อไม่นานมานี้ ภาพละอองดาวแสดงไอพ่นก๊าซและฝุ่นที่ยิงออกจากดาวหางเนื่องจาก Wild2 สลายตัวอย่างรวดเร็วในความร้อนจากแสงอาทิตย์ของระบบสุริยะชั้นใน
หากต้องการเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบสุริยะนอกเราจะต้องส่งยานอวกาศออกไปเพื่อตรวจสอบ ในปี 2544 องค์การนาซ่าได้เลือกภารกิจนิวฮอริซอนเพื่อวัตถุประสงค์ดังกล่าว
สเติร์นซึ่งเป็นผู้ตรวจสอบหลักสำหรับภารกิจนิวฮอริซอนส์รายงานว่าการประชุมยานอวกาศมีกำหนดจะเริ่มขึ้นในฤดูร้อนนี้ ยานอวกาศมีกำหนดเปิดตัวในเดือนมกราคม 2549 และมาถึงพลูโตในฤดูร้อนปี 2558
ภารกิจนิวฮอริซอนส์จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาธรณีวิทยาของพลูโตและชารอนแผนที่พื้นผิวและอุณหภูมิ บรรยากาศของดาวพลูโตจะได้รับการศึกษาอย่างละเอียด นอกจากนี้ยานอวกาศจะไปเยี่ยมชมวัตถุน้ำแข็งในแถบไคเปอร์เพื่อทำการตรวจวัดแบบเดียวกัน
แหล่งต้นฉบับ: นิตยสาร Astroiology
