รถแลนด์โรเวอร์คิวริออซิตี้ของ NASA ได้ระบุโมเลกุลอินทรีย์หลากหลายชนิดบนดาวอังคาร รวมถึงสารประกอบที่นักวิทยาศาสตร์พิจารณาว่าจำเป็นต่อการกำเนิดสิ่งมีชีวิต การค้นพบนี้นับเป็นครั้งแรกที่มีการทดลองความซับซ้อนนี้บนดาวเคราะห์ดวงอื่น ซึ่งเปิดมุมมองใหม่เกี่ยวกับศักยภาพทางชีวภาพของดาวเคราะห์สีแดง ผลลัพธ์นี้เผยแพร่เมื่อวันที่ 21 เมษายนในวารสาร Nature Communications โดยทีมงานนานาชาติที่นำโดย Amy Williams ศาสตราจารย์ด้านธรณีวิทยาแห่งมหาวิทยาลัยฟลอริดา
การวิจัยแสดงให้เห็นว่าพื้นผิวดาวอังคารสามารถรักษาโมเลกุลที่สามารถใช้เป็นหลักฐานของชีวิตโบราณได้ อย่างไรก็ตาม การทดลองไม่ได้ระบุได้ว่าสารประกอบอินทรีย์เหล่านี้มีต้นกำเนิดมาจากสิ่งมีชีวิตในอดีตบนดาวอังคาร จากกระบวนการทางธรณีวิทยาทางธรรมชาติ หรือจากอุกกาบาตที่พุ่งชนโลกเมื่อหลายพันล้านปี
ค้นพบสารประกอบเคมีที่แตกต่างกันมากกว่า 20 ชนิด
การทดลองระบุสารเคมีที่แตกต่างกันมากกว่า 20 ชนิดในตัวอย่างที่รวบรวมในภูมิภาค Glen Torridon ภายใน Gale Crater การค้นพบที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือโมเลกุลที่ประกอบด้วยไนโตรเจนซึ่งมีโครงสร้างคล้ายกับสารประกอบที่เกี่ยวข้องกับการก่อตัวของ DNA ซึ่งไม่เคยตรวจพบบนดาวอังคารมาก่อน การค้นพบนี้ตอกย้ำสมมติฐานที่ว่าโลกอาจมีสภาวะที่เอื้ออำนวยต่อการพัฒนาทางชีววิทยาในอดีตอันห่างไกล
รถแลนด์โรเวอร์ยังระบุเบนโซไทโอฟีน ซึ่งเป็นโมเลกุลที่มีกำมะถันขนาดใหญ่และมีวงแหวนสองวงเชื่อมต่อกัน ซึ่งมักนำอุกกาบาตมายังดาวเคราะห์ ตามข้อมูลของวิลเลียมส์ วัสดุแบบเดียวกับที่ตกลงบนดาวอังคารจากอุกกาบาตคือสิ่งที่ตกลงบนโลกและอาจเป็นแหล่งองค์ประกอบพื้นฐานสำหรับสิ่งมีชีวิตดังที่เรารู้จักบนโลกของเรา
“เราเชื่อว่าเรากำลังดูอินทรียวัตถุที่เก็บรักษาไว้บนดาวอังคารเป็นเวลา 3.5 พันล้านปี” วิลเลียมส์ผู้ช่วยพัฒนาการทดลองอธิบาย “การมีหลักฐานว่าอินทรียวัตถุโบราณยังคงรักษาไว้ได้มีประโยชน์มาก เพราะนั่นเป็นวิธีหนึ่งในการประเมินความเป็นอยู่ของสภาพแวดล้อมได้”
นวัตกรรมวิธีใช้สารเคมี TMAH
การวิเคราะห์ดำเนินการโดยใช้ชุดเครื่องมือ SAM (การวิเคราะห์ตัวอย่างที่ดาวอังคาร) บนเรือ Curiosity นักวิทยาศาสตร์ใช้สารเคมีที่เรียกว่า TMAH เพื่อสลายโมเลกุลอินทรีย์ขนาดใหญ่ให้เป็นชิ้นเล็กๆ ซึ่งสามารถตรวจสอบได้ด้วยเครื่องมือที่มีอยู่ ไม่เคยมีการทดสอบวิธีนี้บนดาวเคราะห์ดวงอื่นมาก่อนภารกิจนี้
ความท้าทายหลักอยู่ที่ทรัพยากรที่มีจำกัด ความอยากรู้อยากเห็นมี TMAH เพียงประมาณสองถ้วยเท่านั้น ทำให้นักวิจัยต้องวางแผนการทดลองอย่างรอบคอบ และเลือกสถานที่ที่มีแนวโน้มมากที่สุดสำหรับการเก็บตัวอย่าง ภูมิภาค Glen Torridon ได้รับเลือกเนื่องจากอุดมไปด้วยแร่ธาตุจากดินเหนียว ซึ่งก่อตัวขึ้นเมื่อมีน้ำเมื่อหลายพันล้านปีก่อน
Jennifer Eigenbrode, Ph.D. นักโหราศาสตร์จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA และผู้ร่วมเขียนการศึกษา นำทีมที่รับผิดชอบเครื่องมือ SAM อุปกรณ์ดังกล่าวมีส่วนช่วยในการค้นพบที่สำคัญหลายประการของภารกิจเกี่ยวกับเคมี บรรยากาศ และความสามารถในการอยู่อาศัยของดาวอังคาร นับตั้งแต่คิวริออซิตีมาถึงดาวเคราะห์ดวงนี้ในเดือนสิงหาคม พ.ศ. 2555
สภาพโบราณใน Gale Crater สนับสนุนการอนุรักษ์
Gale Crater ได้รับเลือกให้เป็นสถานที่ลงจอดอย่างชัดเจน เพราะมันแสดงให้เห็นหลักฐานว่าครั้งหนึ่งเคยเป็นก้นทะเลสาบ ลักษณะทางธรณีวิทยานี้บ่งบอกว่าภูมิภาคนี้มีน้ำของเหลวอยู่มาก ซึ่งเป็นองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตดังที่เราทราบกันดี การทดลองเกิดขึ้นโดยเฉพาะในปี 2020 ในภูมิภาค Glen Torridon ซึ่งเป็นพื้นที่ที่มีแร่ธาตุจากดินเหนียวเกิดขึ้นเมื่อมีน้ำอยู่ และยังคงรักษาคุณลักษณะเหล่านี้ไว้
ดินเหนียวมีประสิทธิภาพอย่างยิ่งในการดักจับและรักษาอินทรียวัตถุในช่วงเวลาทางธรณีวิทยา คุณสมบัตินี้ทำให้แหล่งแร่เหล่านี้เป็นสถานที่ที่เหมาะสำหรับการตรวจสอบสารประกอบอินทรีย์โบราณ นักวิทยาศาสตร์ใช้กลยุทธ์ตามคุณสมบัติทางเคมีและธรณีวิทยาที่ทราบเหล่านี้ เพื่อเพิ่มโอกาสในการค้นหาและรักษาหลักฐานของโมเลกุลโบราณ
ภาพเซลฟี่ Curiosity ที่ถ่ายใน “Mary Anning” ซึ่งเป็นการยกย่องนักบรรพชีวินวิทยาชาวอังกฤษในศตวรรษที่ 19 ได้บันทึกสถานที่ที่ทำการทดลอง ภาพนี้เป็นสัญลักษณ์ของความซับซ้อนทางเทคโนโลยีและวิทยาศาสตร์ที่ใช้ในการสำรวจดาวอังคารยุคใหม่
ขั้นตอนต่อไปและผลกระทบต่อภารกิจในอนาคต
ความสำเร็จของวิธีการทดลองนี้คือการกำหนดแผนการสำรวจดาวอังคารและเทห์ฟากฟ้าอื่นๆ ในอนาคต ภารกิจในอนาคต รวมถึงโรซาลินด์ แฟรงคลิน โรเวอร์ ซึ่งมีกำหนดเดินทางไปยังดาวอังคารและภารกิจแมลงปอที่มุ่งเป้าไปที่ดวงจันทร์ไททันของดาวเสาร์ คาดว่าจะทำการทดลองที่ใช้ TMAH ที่คล้ายกันเพื่อค้นหาสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อน
“ตอนนี้เรารู้แล้วว่ายังมีสารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนขนาดใหญ่ที่เก็บรักษาไว้ในบริเวณใต้ผิวดินตื้นของดาวอังคาร และนี่มีแนวโน้มที่ดีอย่างมากสำหรับการอนุรักษ์สารประกอบอินทรีย์ที่ซับซ้อนขนาดใหญ่ซึ่งอาจเป็นตัวบ่งชี้สิ่งมีชีวิตได้” วิลเลียมส์ยืนยันอีกครั้งในการวิเคราะห์ผลกระทบทางวิทยาศาสตร์ของการค้นพบนี้
- โมเลกุลที่ระบุ: สารประกอบเคมีที่แตกต่างกันมากกว่า 20 ชนิด
- จุดเด่นหลัก: โมเลกุลที่มีไนโตรเจนคล้ายกับโครงสร้าง DNA
- ระยะเวลาการเก็บรักษา: ประมาณ 3.5 พันล้านปี
- สถานที่ทดลอง: Glen Torridon ใน Gale Crater
- วิธีที่ใช้: TMAH สำหรับการกระจายตัวของโมเลกุลอินทรีย์
- ภารกิจในอนาคตได้รับประโยชน์: โรซาลินด์ แฟรงคลิน และแมลงปอ
ข้อจำกัดและขั้นตอนต่อไปในการยืนยัน
แม้ว่าผลลัพธ์จะมีนัยสำคัญ แต่สิ่งสำคัญคือต้องทราบว่ายังไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารในอดีต สารประกอบอินทรีย์ที่ตรวจพบอาจมาจากกระบวนการทางธรณีวิทยาตามธรรมชาติ อุกกาบาต หรือจุลินทรีย์ที่อาจสูญพันธุ์ เพื่อยืนยันหลักฐานที่แท้จริงเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคารในอดีต นักวิทยาศาสตร์จะต้องนำตัวอย่างหินดาวอังคารกลับมายังโลกเพื่อศึกษารายละเอียดในห้องปฏิบัติการเฉพาะทาง
Curiosity ซึ่งมาถึงดาวอังคารในปี 2012 เดิมทีได้รับมอบหมายให้ตรวจสอบว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีสภาวะที่เหมาะสมสำหรับชีวิตของจุลินทรีย์หรือไม่ Perseverance ซึ่งเป็นผู้สืบทอดตำแหน่งที่เข้ามาในปี 2021 มุ่งเน้นไปที่ความพยายามในการค้นหาสัญญาณที่ตรงยิ่งขึ้นของชีวิตในสมัยโบราณ เสริมการค้นพบของ Curiosity ด้วยเทคนิคและเครื่องมือขั้นสูงเพิ่มเติม
ปฏิบัติการของคิวริออสซิตี้ได้รับการจัดการโดยห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นของนาซ่า ซึ่งทำหน้าที่ประสานงานกิจกรรมทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีทั้งหมดของรถแลนด์โรเวอร์ งานวิจัยนี้แสดงถึงความร่วมมือระหว่างประเทศที่เกี่ยวข้องกับมหาวิทยาลัย หน่วยงานด้านอวกาศ และสถาบันวิจัยจากประเทศต่างๆ ซึ่งตอกย้ำลักษณะธรรมชาติของการสำรวจดาวอังคารทางวิทยาศาสตร์ในระดับโลก