การศึกษาใหม่แสดงให้เห็นว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎี สมมติฐานนี้สามารถทดสอบได้ในไม่ช้าด้วยภารกิจที่มุ่งสู่ดาวศุกร์ที่เสนอ
เป็นการยากที่จะจินตนาการถึงโลกที่ไม่เอื้ออำนวยมากกว่าเพื่อนบ้านที่ใกล้เคียงที่สุดของเรา ด้วยบรรยากาศที่เข้มข้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์ และพื้นผิวที่ร้อนพอที่จะละลายตะกั่วได้ ดาวศุกร์จึงเป็นดินแดนรกร้างที่ไหม้เกรียมและหายใจไม่ออก ซึ่งชีวิตอย่างที่เรารู้ว่ามันไม่สามารถอยู่รอดได้ เมฆของดาวเคราะห์มีลักษณะคล้ายกัน ปกคลุมดาวเคราะห์ด้วยละอองกรดซัลฟิวริกที่กัดกร่อนมากพอที่จะเผารูผ่านผิวหนังของมนุษย์
อย่างไรก็ตาม ผล การศึกษาใหม่ ที่ตีพิมพ์ใน Proceedings of the National Academy of Sciencesได้สนับสนุนทฤษฎีที่มีมายาวนานว่า หากมีสิ่งมีชีวิต มันอาจจะสร้างบ้านในเมฆของดาวศุกร์ได้ ผู้เขียนผลการศึกษาจาก MIT มหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ และมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ได้ระบุวิถีทางเคมีที่ชีวิตสามารถทำให้สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดของดาวศุกร์เป็นกลางได้ ทำให้เกิดกระเป๋าที่อาศัยอยู่ได้เองในเมฆ
ภายในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์ นักวิทยาศาสตร์ได้สังเกตเห็นความผิดปกติที่ทำให้งงมานาน — ลายเซ็นทางเคมีที่อธิบายได้ยาก เช่น ความเข้มข้นของออกซิเจนเพียงเล็กน้อยและอนุภาคที่ไม่เป็นทรงกลม ซึ่งแตกต่างจากหยดกลมๆ ของกรดซัลฟิวริก บางทีสิ่งที่น่างงที่สุดคือการมีอยู่ของแอมโมเนีย ซึ่งเป็นก๊าซที่ตรวจพบอย่างไม่แน่นอนในปี 1970 และโดยสรุปแล้วไม่ควรผลิตผ่านกระบวนการทางเคมีใดๆ ที่รู้จักบนดาวศุกร์
ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักวิจัยได้จำลองชุดของกระบวนการทางเคมีเพื่อแสดงให้เห็นว่าหากมีแอมโมเนียอยู่จริง ก๊าซจะทำให้เกิดปฏิกิริยาเคมีที่ลดหลั่นกัน ซึ่งไม่เพียงแต่ทำให้เป็นกลางรอบๆ หยดกรดซัลฟิวริกเท่านั้น แต่ยังอธิบายความผิดปกติส่วนใหญ่ได้อีกด้วย สังเกตในเมฆของดาวศุกร์ สำหรับแหล่งที่มาของแอมโมเนียเอง ผู้เขียนเสนอว่าคำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดคือแหล่งกำเนิดทางชีววิทยา มากกว่าแหล่งที่มาที่ไม่ใช่ทางชีวภาพ เช่น ฟ้าผ่าหรือการระเบิดของภูเขาไฟ
เคมีแสดงให้เห็นว่าชีวิตสามารถสร้างสภาพแวดล้อมบนดาวศุกร์ได้
สมมติฐานนี้สามารถทดสอบได้ และนักวิจัยได้จัดทำรายการลายเซ็นทางเคมีสำหรับภารกิจในอนาคตเพื่อวัดในกลุ่มเมฆของดาวศุกร์ เพื่อยืนยันหรือขัดแย้งกับความคิดของพวกเขา
“ไม่มีสิ่งมีชีวิตใดที่เรารู้จักสามารถอยู่รอดได้ในละอองดาวศุกร์” Sara Seager ผู้เขียนร่วมการศึกษาจาก MIT กล่าว “แต่ประเด็นคือ บางทีอาจมีชีวิตอยู่ที่นั่น และกำลังปรับเปลี่ยนสภาพแวดล้อมเพื่อให้น่าอยู่”
‘ชีวิตบนดาวศุกร์’ เป็นวลีที่กำลังมาแรงในปีที่แล้ว เมื่อนักวิทยาศาสตร์รวมทั้งซีเกอร์และผู้ร่วมเขียนรายงานการตรวจพบฟอสฟีนในเมฆของดาวเคราะห์ บนโลก ฟอสฟีนเป็นก๊าซที่ผลิตขึ้นโดยอาศัยปฏิกิริยาทางชีวภาพเป็นหลัก การค้นพบฟอสฟีนบนดาวศุกร์ทำให้มีโอกาสมีชีวิต อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่นั้นมา การค้นพบนี้ก็มีการโต้แย้งกันอย่างกว้างขวาง
“การตรวจจับฟอสฟีนกลายเป็นข้อขัดแย้งอย่างไม่น่าเชื่อ” Seager กล่าว “แต่ฟอสฟีนเป็นเหมือนประตู และมีคนที่กำลังศึกษาดาวศุกร์ฟื้นคืนชีพขึ้นมา”
ดร.พอล ริมเมอร์ ผู้เขียนร่วมจาก Department of Earth Sciences ของเคมบริดจ์ ได้แรงบันดาลใจในการมองอย่างใกล้ชิดมากขึ้น โดยเริ่มรวบรวมข้อมูลจากภารกิจที่ผ่านมาไปยังดาวศุกร์ ในข้อมูลเหล่านี้ เขาระบุความผิดปกติหรือลายเซ็นทางเคมีในกลุ่มเมฆที่อธิบายไม่ได้มานานหลายทศวรรษ นอกจากการมีออกซิเจนและอนุภาคที่ไม่เป็นทรงกลมแล้ว ความผิดปกติยังรวมถึงระดับไอน้ำและซัลเฟอร์ไดออกไซด์ที่ไม่คาดคิดอีกด้วย
Rimmer เสนอความผิดปกติที่อาจอธิบายได้ด้วยฝุ่น เขาแย้งว่าแร่ธาตุที่กวาดขึ้นจากพื้นผิวดาวศุกร์และไปสู่เมฆสามารถโต้ตอบกับกรดซัลฟิวริกเพื่อผลิตบางส่วนได้ แต่ไม่ใช่ความผิดปกติที่สังเกตได้ทั้งหมด เขาแสดงเคมีที่เช็คเอาท์ แต่ความต้องการทางกายภาพนั้นไม่สามารถทำได้: ฝุ่นจำนวนมหาศาลจะต้องลอยเข้าไปในก้อนเมฆเพื่อสร้างความผิดปกติที่สังเกตได้ “สมมติฐานนี้ต้องการภูเขาไฟที่อุดมด้วยน้ำจำนวนมากหรือการขนส่งฝุ่นจำนวนมากที่อุดมไปด้วยเกลือไฮดรอกไซด์” เขากล่าว “จนถึงตอนนี้ ฉันยังไม่สามารถระบุแร่วิทยาที่เป็นไปได้สำหรับกลไกนี้”
นักวิจัยสงสัยว่าแอมโมเนียสามารถอธิบายความผิดปกติได้หรือไม่ ในปี 1970 ตรวจพบก๊าซอย่างไม่แน่นอนในเมฆของดาวเคราะห์โดยโพรบ Venera 8 และ Pioneer Venus การปรากฏตัวของแอมโมเนียหรือ NH3 เป็นเรื่องลึกลับที่ยังไม่แก้
“แอมโมเนียไม่ควรอยู่บนดาวศุกร์” ซีเกอร์กล่าว “มันมีไฮโดรเจนติดอยู่ และมีไฮโดรเจนอยู่รอบๆ น้อยมาก ก๊าซใด ๆ ที่ไม่ได้อยู่ในบริบทของสภาพแวดล้อมจะถูกสงสัยโดยอัตโนมัติว่าถูกสร้างขึ้นโดยชีวิต”
หากทีมคิดว่าชีวิตเป็นแหล่งกำเนิดของแอมโมเนีย สิ่งนี้สามารถอธิบายความผิดปกติอื่นๆ ในเมฆของดาวศุกร์ได้หรือไม่ นักวิจัยได้จำลองชุดของกระบวนการทางเคมีเพื่อค้นหาคำตอบ
พวกเขาพบว่าถ้าชีวิตผลิตแอมโมเนียด้วยวิธีที่มีประสิทธิภาพที่สุด ปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องก็จะให้ออกซิเจนตามธรรมชาติ เมื่ออยู่ในกลุ่มเมฆ แอมโมเนียจะละลายในละอองกรดซัลฟิวริก ทำให้กรดเป็นกลางได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อทำให้ละอองลอยอยู่ได้ การแนะนำของแอมโมเนียลงในหยดจะเปลี่ยนรูปร่างของเหลวที่เคยเป็นทรงกลมก่อนหน้านี้ให้กลายเป็นสารละลายคล้ายเกลือที่ไม่เป็นทรงกลม เมื่อแอมโมเนียละลายในกรดซัลฟิวริก ปฏิกิริยาจะกระตุ้นให้ซัลเฟอร์ไดออกไซด์รอบๆ ละลายเช่นกัน
การปรากฏตัวของแอมโมเนียสามารถอธิบายความผิดปกติส่วนใหญ่ที่พบในเมฆของดาวศุกร์ได้ นักวิจัยยังแสดงให้เห็นว่าแหล่งที่มาต่างๆ เช่น ฟ้าผ่า การปะทุของภูเขาไฟ และแม้แต่อุกกาบาตก็ไม่สามารถผลิตสารเคมีในปริมาณแอมโมเนียที่จำเป็นในการอธิบายความผิดปกติได้ อย่างไรก็ตามชีวิตอาจ
อันที่จริง ทีมงานตั้งข้อสังเกตว่าบนโลกมีรูปแบบชีวิต โดยเฉพาะอย่างยิ่งในท้องของเราเอง ซึ่งผลิตแอมโมเนียเพื่อทำให้เป็นกลางและทำให้สภาพแวดล้อมที่เป็นกรดสูงน่าอยู่น่าอยู่
“สมมติฐานนี้คาดการณ์ว่าการตรวจหาออกซิเจนและแอมโมเนียในเมฆของดาวศุกร์โดยโพรบจะได้รับการยืนยันโดยภารกิจในอนาคต และทั้งชีวิตและแอมโมเนียมซัลไฟต์และซัลเฟตมีอยู่ในหยดที่ใหญ่ที่สุดในส่วนล่างของเมฆ” ริมเมอร์กล่าว ซึ่งเป็นหน่วยงานในเครือของ Cavendish Laboratory และ MRC Laboratory for Molecular Biology “ยังมีความลึกลับที่ยังหลงเหลืออยู่อีกหลายประการ: หากมีสิ่งมีชีวิต มันจะแพร่กระจายไปในสภาพแวดล้อมที่แห้งแล้งราวกับเมฆของดาวศุกร์ได้อย่างไร? ถ้ามันทำน้ำเมื่อทำให้หยดน้ำเป็นกลาง จะเกิดอะไรขึ้นกับน้ำนั้น? หากชีวิตไม่อยู่ในกลุ่มเมฆของดาวศุกร์ เคมีชีวภาพทางเลือกใดที่เกิดขึ้นเพื่ออธิบายการพร่องของซัลเฟอร์ไดออกไซด์และน้ำ การทดลองและภารกิจในห้องปฏิบัติการในอนาคตจะสามารถทดสอบการคาดการณ์เหล่านี้และอาจให้ความกระจ่างเกี่ยวกับความลึกลับที่โดดเด่นเหล่านี้”
นักวิทยาศาสตร์อาจมีโอกาสตรวจสอบการปรากฏตัวของแอมโมเนียและสัญญาณของชีวิตในอีกไม่กี่ปีข้างหน้าด้วยภารกิจ Venus Life Finder ซึ่งเป็นชุดของภารกิจที่ได้รับทุนส่วนตัวที่เสนอ ให้ส่งยานอวกาศ ไปยังดาวศุกร์เพื่อวัดเมฆของแอมโมเนีย และลายเซ็นอื่น ๆ ของชีวิต
งานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนบางส่วนโดยมูลนิธิ Simons, มูลนิธิ Change Happens Foundation และโครงการ Breakthrough Initiatives
อ้างอิง:
William Bains et al. ‘ การผลิตแอมโมเนียทำให้เมฆดาวศุกร์อยู่อาศัยได้ และอธิบายความผิดปกติทางเคมีในระดับเมฆที่สังเกตได้’ การดำเนินการของ National Academy of Sciences (2021) ดอย: 10.1073/pnas.2110889118
