ยูเรนัสกับเนปจูนเหมือนฝาแฝด อาจเป็นเรื่องบังเอิญ

เมื่อมองภาพของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน หลายคนอาจรู้สึกว่าดาวเคราะห์ทั้งสองดวงนี้เป็นเหมือนฝาแฝดของระบบสุริยะ เพราะต่างมีสีฟ้าอมเขียว มีขนาดใกล้เคียงกัน และจัดอยู่ในกลุ่มดาวเคราะห์น้ำแข็งเหมือนกัน อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใหม่กำลังทำให้นักดาราศาสตร์ต้องกลับมาทบทวนความเข้าใจเดิมอีกครั้ง โดยพบว่า ยูเรนัสกับเนปจูนเหมือนฝาแฝด อาจเป็นเรื่องบังเอิญ มากกว่าจะมีต้นกำเนิดเดียวกัน

ยูเรนัสกับเนปจูนเหมือนฝาแฝด อาจเป็นเรื่องบังเอิญ

การศึกษาที่เผยแพร่ในวารสาร Astronomy & Astrophysics ใช้ข้อมูลเกี่ยวกับคาร์บอนมอนอกไซด์ หรือ CO ซึ่งตรวจพบในชั้นบรรยากาศชั้นบนของดาวเคราะห์ทั้งสอง นักวิทยาศาสตร์นำข้อมูลดังกล่าวไปสร้างแบบจำลอง เพื่อศึกษาสัดส่วนของออกซิเจน ไฮโดรเจน และคาร์บอนในบรรยากาศส่วนลึก รวมถึงติดตามวัตถุดิบที่ก่อตัวขึ้นภายในจานกำเนิดดาวเคราะห์เมื่อหลายพันล้านปีก่อน

ผลการวิเคราะห์ชี้ว่า ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนอาจไม่ได้ถือกำเนิดจากบริเวณเดียวกันของจานก๊าซและฝุ่นรอบดวงอาทิตย์ในวัยเยาว์ นั่นหมายความว่าองค์ประกอบทางเคมีและเส้นทางวิวัฒนาการของทั้งสองดวงอาจแตกต่างกันตั้งแต่เริ่มต้น แม้ปัจจุบันพวกมันจะมีรูปลักษณ์ที่ดูคล้ายกันอย่างมากก็ตาม

ทำไมยูเรนัสกับเนปจูนเหมือนฝาแฝด แต่มีประวัติต่างกัน

โอลิวิเยร์ มูซีส์ นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์และหนึ่งในผู้ร่วมวิจัย อธิบายว่า ทั้งสองดวงอาจดูเหมือนฝาแฝดในปัจจุบัน แต่เคมีภายในกำลังบอกว่าพวกมันเป็นเหมือนลูกพี่ลูกน้องที่มีประวัติชีวิตแตกต่างกันมาก คำอธิบายนี้ช่วยให้เห็นภาพว่า ความคล้ายคลึงภายนอกไม่จำเป็นต้องหมายถึงการมีต้นกำเนิดเดียวกันเสมอไป

ตามแบบจำลองของทีมวิจัย วัตถุดิบที่รวมตัวกลายเป็นดาวเนปจูนอาจเคยอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์อายุน้อยมากกว่าวัตถุดิบของดาวยูเรนัส จากนั้นจึงเคลื่อนย้ายออกไปยังบริเวณที่ไกลกว่า ก่อนจะสะสมตัวจนกลายเป็นดาวเคราะห์น้ำแข็งที่เราเห็นในปัจจุบัน เส้นทางการเคลื่อนที่นี้ทำให้ดาวเนปจูนมีองค์ประกอบทางเคมีไม่เหมือนกับดาวยูเรนัส แม้ทั้งคู่จะอยู่ในเขตนอกของระบบสุริยะเหมือนกัน

คาร์บอนมอนอกไซด์เปิดเผยความลับใต้เมฆหนา

การศึกษาดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนไม่ใช่เรื่องง่าย ทั้งสองดวงอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มาก มีอุณหภูมิต่ำ และถูกปกคลุมด้วยชั้นเมฆกับก๊าซหนาทึบ เครื่องมือสังเกตการณ์จากโลกจึงไม่สามารถมองทะลุเข้าไปสำรวจชั้นบรรยากาศลึกได้โดยตรง นักวิทยาศาสตร์จึงต้องใช้สารเคมีบางชนิดเป็นตัวติดตาม เพื่ออนุมานสิ่งที่เกิดขึ้นภายใน

คาร์บอนมอนอกไซด์เป็นสารที่เหมาะกับงานนี้ เนื่องจากพบได้ในชั้นโทรโพสเฟียร์ของดาวเคราะห์หลายดวง การตรวจพบ CO ในบรรยากาศของยูเรนัสและเนปจูนอย่างชัดเจน ทำให้นักวิจัยสามารถคำนวณอัตราส่วนของธาตุสำคัญ และนำข้อมูลไปเปรียบเทียบกับแบบจำลองการก่อตัวของดาวเคราะห์ได้

• ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีสีคล้ายกัน เพราะองค์ประกอบในบรรยากาศและการดูดกลืนแสงมีลักษณะใกล้เคียงกัน
• คาร์บอนมอนอกไซด์ทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ทางเคมี ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ศึกษาบริเวณใต้ชั้นเมฆ
• องค์ประกอบของออกซิเจนแตกต่างกัน โดยดาวเนปจูนมีแนวโน้มว่ามีออกซิเจนในบรรยากาศส่วนลึกมากกว่า
• เส้นทางการก่อตัวอาจไม่เหมือนกัน วัตถุดิบของดาวเนปจูนอาจเคลื่อนตัวออกจากบริเวณใกล้ดวงอาทิตย์ในภายหลัง

ความสำคัญต่อการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ

ประเด็นนี้ไม่ได้สำคัญเฉพาะกับการทำความเข้าใจระบบสุริยะของเราเท่านั้น ดาวเคราะห์ที่มีขนาดใกล้เคียงกับยูเรนัสและเนปจูนพบได้เป็นจำนวนมากรอบดาวฤกษ์ดวงอื่น นักดาราศาสตร์เรียกดาวเคราะห์ลักษณะนี้ว่าเป็นหนึ่งในกลุ่มที่พบได้บ่อยของประชากรดาวเคราะห์นอกระบบ ดังนั้น ดาวเคราะห์ทั้งสองจึงเป็นเหมือนห้องทดลองตามธรรมชาติสำหรับศึกษาว่าดาวเคราะห์ขนาดกลางก่อตัวและเปลี่ยนแปลงอย่างไร

หากนักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่ายูเรนัสและเนปจูนสามารถมีรูปลักษณ์ใกล้เคียงกันได้ แม้เริ่มต้นจากวัสดุคนละแหล่ง การวิเคราะห์ดาวเคราะห์นอกระบบก็อาจแม่นยำขึ้น นักดาราศาสตร์จะไม่ด่วนสรุปจากสี ขนาด หรืออุณหภูมิพื้นผิวเพียงอย่างเดียว แต่จะพิจารณาองค์ประกอบทางเคมีและประวัติการเคลื่อนที่ร่วมด้วย

ข้อจำกัดสำคัญของงานวิจัยนี้คือ มนุษย์ยังไม่มีข้อมูลจากการเก็บตัวอย่างบรรยากาศของดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนโดยตรง ข้อมูลจำนวนมากยังมาจากการสังเกตระยะไกลและแบบจำลองคอมพิวเตอร์ แบบจำลองเหล่านี้มีประโยชน์มาก แต่ก็ยังไม่สามารถแทนที่การวัดในสถานที่จริงได้ทั้งหมด

ภารกิจสำรวจในอนาคตอาจให้คำตอบที่ชัดเจน

ภารกิจสำรวจอย่าง Uranus Orbiter and Probe ของนาซาอาจเป็นกุญแจสำคัญในการตรวจสอบแนวคิดนี้ ยานสำรวจที่เดินทางไปถึงระบบยูเรนัสสามารถเก็บข้อมูลสนามแม่เหล็ก องค์ประกอบบรรยากาศ โครงสร้างภายใน และดวงจันทร์บริวารได้ละเอียดกว่าการสังเกตจากโลก หากมีโอกาสเก็บตัวอย่างหรือวัดสารเคมีในบรรยากาศโดยตรง นักวิทยาศาสตร์จะสามารถทดสอบได้ว่า ยูเรนัสกับเนปจูนเหมือนฝาแฝด อาจเป็นเรื่องบังเอิญ จริงหรือไม่

เรื่องนี้ยังเตือนเราว่าการมองเห็นเพียงภายนอกอาจทำให้เข้าใจธรรมชาติคลาดเคลื่อนได้ ดาวเคราะห์สองดวงอาจมีสีและขนาดใกล้กัน แต่มีเรื่องราวการกำเนิดที่ต่างกันโดยสิ้นเชิง สำหรับผู้สนใจอวกาศ นี่คือเหตุผลที่การสำรวจดาวเคราะห์ชั้นนอกยังคงมีความสำคัญ เพราะทุกข้อมูลใหม่อาจเปลี่ยนภาพจำเดิมของระบบสุริยะได้

ในความเห็นของเรา ความน่าสนใจที่สุดไม่ได้อยู่ที่การพิสูจน์ว่าดาวเคราะห์ทั้งสองเป็นฝาแฝดหรือไม่ แต่อยู่ที่การค้นพบว่าเส้นทางสู่ความคล้ายคลึงกันอาจมีได้หลายแบบ หากคุณอยากเข้าใจจักรวาลให้ลึกขึ้น ลองติดตามภารกิจสำรวจดาวเคราะห์น้ำแข็งในอนาคต เพราะคำตอบจากยูเรนัสและเนปจูนอาจช่วยให้เราอ่านประวัติของโลกต่างดาวรอบระบบสุริยะได้ดีขึ้น

ที่มา – Uranus and Neptune Look Like Twins. Scientists Now Think It’s a Coincidence