นักวิทย์เยอรมัน ตรวจพบออกซิเจนอะตอมในชั้นบรรยากาศตอนกลางวันของดาวศุกร์

ทีมนักวิทยาศาสตร์เยอรมัน ตรวจพบออกซิเจนอะตอม (Atomic Oxygen) ในชั้นบรรยากาศตอนกลางวันของดาวศุกร์ การค้นพบนี้ตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์เนเจอร์ คอมมิวนิเคชัน (Nature Communications) เมื่อวันที่ 7 พฤศจิกายน 2023

อธิบายเบื้องต้น ออกซิเจนอะตอม แตกต่างจากออกซิเจนที่เราใช้หายใจอยู่ซึ่งเป็นออกซิเจนโมเลกุล (O2) ประกอบขึ้นจากอะตอมออกซิเจน 2 อะตอม ส่วนออกซิเจนอะตอมนั้นมีเพียงออกซิเจน 1 อะตอม มีอายุขัยสั้นเนื่องจากไม่เสถียรและง่ายต่อการทำปฏิกิริยากับสารอื่น ๆ ในสภาพแวดล้อม

การค้นพบในครั้งนี้ เกิดจาก นักวิจัยนำโดยศาสตราจารย์ไฮนซ์-วิลเฮล์ม ฮูเบอร์ส (Heinz-Wilhelm Hübers) จากศูนย์การบินและอวกาศเยอรมัน ได้ตรวจสอบข้อมูลที่รวบรวมได้จากเครื่องบินโซเฟีย (SOFIA) ซึ่งย่อมาจาก Stratospheric Observatory for Infrared Astronomy ขององค์การนาซา (NASA) ได้ทำการสังเกตการณ์และเก็บข้อมูลเมื่อเดือนพฤศจิกายน 2021 ซึ่งโซเฟียเป็นอากาศยานโบอิ้ง 747SP ที่ติดตั้งกล้องโทรทัศน์ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.5 เมตร  

เว็บไซต์สื่อด้านวิทยาศาสตร์อย่างไซเอนซ์ อะเลิร์ท (Science Alert) ได้ให้ข้อมูลว่าโซเฟียถูกนำไปใช้ค้นหาออกซิเจนอะตอมในชั้นบรรยากาศชั้นบนของดาวศุกร์ทั้งหมด 17 จุด และที่สำคัญคือตรวจพบออกซิเจนอะตอมทุกจุด บริเวณที่พบปริมาณเยอะที่สุดคืออยู่สูงเหนือพื้นผิวดาวศุกร์ประมาณ 100 กิโลเมตร

ที่มารูปภาพ Nature

นักวิจัย สันนิษฐานว่า ออกซิเจนอะตอมที่พบด้านกลางวันของดาวศุกร์เป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีที่ซับซ้อน เมื่อโมเลกุลคาร์บอนไดออกไซด์และคาร์บอนมอนอกไซด์ในชั้นบรรยากาศของดาวศุกร์สัมผัสกับแสงแดด พวกมันจะสลายตัวและปล่อยอะตอมออกซิเจนออกมา และสร้างออกซิเจนอะตอมในชั้นบรรยากาศ

รูปแบบการไหลเวียนของชั้นบรรยากาศอันเป็นเอกลักษณ์ของดาวศุกร์เองก็มีบทบาทสำคัญในกระบวนการนี้ โดยพวกมันจะขนส่งออกซิเจนอะตอมที่สร้างขึ้นใหม่จากด้านกลางวันไปยังด้านกลางคืน การศึกษาก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ได้ตรวจพบการมีอยู่ของออกซิเจนอะตอมในบรรยากาศตอนกลางคืนของดาวศุกร์ 

การค้นพบที่นำไปสู่การวางแผนภารกิจสำรวจดาวศุกร์ในอนาคต

ดาวศุกร์มักถูกเรียกว่าดาวแฝดของโลก เนื่องจากมีขนาดใกล้เคียงกันมาก โลกมีรัศมี 6,371 กิโลเมตร ในขณะที่ดาวศุกร์มีรัศมี 6,052 กิโลเมตร แต่ชั้นบรรยากาศของดาวทั้งสองดวงกลับแตกต่างกันมาก ซึ่งทฤษฎีที่นักวิทยาศาสตร์ตั้งขึ้นมาเพื่ออธิบายความแตกต่างของสภาพแวดล้อมของดาวทั้งสองดวงคือดาวศุกร์มีปรากฏการณ์เรือนกระจกที่รุนแรง 

โดยเชื่อกันว่าเมื่อนานมาแล้วดาวศุกร์อาจมีมหาสมุทร แต่เนื่องจากตำแหน่งที่ตั้งของมันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากเกินไป เมื่อได้รับรังสีแสงอาทิตย์ที่รุนแรงก็จะทำให้น้ำระเหย เมื่อไอน้ำลอยขึ้นสู่ชั้นบรรยากาศก็จะสัมผัสกับรังสีอัลตราไวโอเลต (UV) ซึ่งรังสี UV มีผลกระทบต่อโมเลกุลของน้ำ ทำให้พวกมันสลายตัวไปเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน (น้ำมีองค์ประกอบเป็นไฮโดรเจน 2 อะตอมและออกซิเจน 1 อะตอม) ส่งผลให้ชั้นบรรยากาศเอื้อต่อการสะสมก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) เมื่อเวลาผ่านไปก็กลายเป็นชั้นก๊าซเรือนกระจกหนา ทำให้พื้นผิวดาวศุกร์มีอุณหภูมิสูง และกลายเป็นดาวที่ไม่เอื้อต่อการมีชีวิต

การค้นพบนี้ถือเป็นการค้นพบที่สำคัญ เพราะจะทำให้เราสามารถวางแผนภารกิจสำรวจดาวศุกร์ได้ในอนาคต

ที่มาข้อมูล InterestingEngineering, Sciencealert

ที่มารูปภาพ NASA