ทีมงานระหว่างประเทศที่นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคอร์เนลได้วิเคราะห์ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศไกอาและเอกสารสำคัญของ NASA เพื่อรวบรวมรายชื่อดาวเคราะห์ที่มีคนอาศัยอยู่ที่มีแนวโน้มมากที่สุด การศึกษาระบุดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่เป็นหิน 45 ดวงที่ตั้งอยู่ภายในเขตเอื้ออาศัยได้ ซึ่งเป็นบริเวณที่น้ำของเหลวสามารถดำรงอยู่บนพื้นผิวได้ ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society และจัดลำดับความสำคัญสำหรับภารกิจค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกในอนาคต
การคัดเลือกครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงที่สำคัญของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ 6,000 ดวงที่ค้นพบจนถึงขณะนี้ นักวิทยาศาสตร์ใช้เกณฑ์ที่เข้มงวดโดยอิงจากข้อมูลอุณหภูมิ องค์ประกอบ และระยะห่างจากดาวฤกษ์แม่เพื่อระบุโลกที่มีแนวโน้มมากที่สุดที่จะค้ำจุนสิ่งมีชีวิตตามที่เราทราบ
ระเบียบวิธีวิจัยและการคัดเลือกผู้สมัคร
Lisa Kaltenegger ผู้ประสานงานการศึกษา อธิบายว่างานนี้เป็นเหมือนแผนผังลำดับความสำคัญ “บทความนี้เผยให้เห็นว่าภารกิจสำรวจในอนาคตควรไปค้นหาสิ่งมีชีวิตที่ไหน ถ้ามันถูกสร้างขึ้นมา” เขากล่าว เกณฑ์พื้นฐานคือเขตเอื้ออาศัยได้ ซึ่งเป็นช่วงระยะทางที่น้ำยังคงอยู่ในสถานะของเหลว ซึ่งเป็นข้อกำหนดที่ถือว่าจำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตทางชีวภาพ
นักวิจัยรวมข้อมูลจากหลายแหล่ง:
- แค็ตตาล็อกกล้องโทรทรรศน์ Gaia ขององค์การอวกาศยุโรป
- ฐานข้อมูลดาวเคราะห์นอกระบบ NASA
- การสังเกตอุณหภูมิและองค์ประกอบของดาวเคราะห์
- การวิเคราะห์ลักษณะวงโคจรและดาวฤกษ์
- ข้อมูลทางสเปกโตรกราฟีของบรรยากาศที่ตรวจพบได้
วิธีการนี้จัดลำดับความสำคัญของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่เป็นหินมากกว่าดาวก๊าซยักษ์ โดยอาศัยสมมติฐานที่ว่าดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายโลกมีสภาพที่เอื้ออำนวยมากกว่า Kaltenegger เน้นย้ำว่าวิทยาศาสตร์ยังคงไม่ทราบถึงขีดจำกัดที่แท้จริงของชีวิต: “ชีวิตอาจมีความสามารถที่หลากหลายมากกว่าที่เราจินตนาการได้ในปัจจุบัน”
ผู้สมัครชั้นนำและความใกล้ชิดที่สัมพันธ์กัน
ผู้เข้ารอบสุดท้าย 45 คนรวมถึงการค้นพบที่โดดเด่นที่สุดในดาราศาสตร์สมัยใหม่ Proxima Centauri b ครอบครองตำแหน่งพิเศษ ซึ่งอยู่ห่างจากระบบสุริยะของโลกเพียง 4.2 ปีแสง ซึ่งเป็นระยะห่างที่ทำให้มันเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ใกล้ที่สุดที่สามารถอยู่อาศัยได้ TRAPPIST-1f อยู่ห่างออกไปประมาณ 41 ปีแสง ในขณะที่ Kepler-186f อยู่ห่างออกไปประมาณ 500 ปีแสง
ระบบ TRAPPIST-1 สมควรได้รับการกล่าวถึงเป็นพิเศษ ตั้งอยู่ห่างจากโลก 40 ปีแสง มีโลก 4 ใบในเขตเอื้ออาศัยได้ ได้แก่ TRAPPIST-1d, TRAPPIST-1e, TRAPPIST-1f และ TRAPPIST-1g การกระจุกตัวของผู้สมัครในระบบเดียวทำให้เป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับการสังเกตการณ์ในอนาคต LHS 1140b ซึ่งอยู่ห่างออกไป 48 ปีแสง ก็เป็นหนึ่งในวัตถุที่มีความหวังมากที่สุดเช่นกัน เนื่องจากความเสถียรของวงโคจรและคุณลักษณะของดาวฤกษ์
TOI-715b แสดงถึงการค้นพบล่าสุด ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 137 ปีแสง แม้จะมีระยะทางที่ไกลกว่า แต่ลักษณะทางกายภาพและตำแหน่งในเขตเอื้ออาศัยได้ก็แสดงให้เห็นถึงการรวมไว้ในรายการลำดับความสำคัญ
ความเชื่อมโยงกับการวิจัยสิ่งมีชีวิตนอกโลกและเทคโนโลยีในอนาคต
การศึกษานี้สร้างความเชื่อมโยงโดยตรงกับแนวคิดที่สำรวจในนิยายวิทยาศาสตร์สมัยใหม่ คัลเทเนกเกอร์กล่าวถึงภาพยนตร์เรื่อง “Hail Mary” ซึ่งบรรยายถึงภารกิจแห่งความรอดที่เน้นไปที่ระบบเฉพาะ แม้ว่า Tau Ceti และ 40 Eridanus ซึ่งเป็นไฮไลต์ทั้งคู่ในภาพยนตร์ ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของรายชื่อผู้สมัครที่แข็งแกร่งในปัจจุบัน แต่ความบังเอิญแสดงให้เห็นว่าวิทยาศาสตร์ตรวจสอบสัญชาตญาณจากจินตนาการยอดนิยมเกี่ยวกับจุดหมายปลายทางที่เป็นไปได้สำหรับชีวิตที่ชาญฉลาดได้อย่างไร
การวิจัยไม่ได้จำกัดอยู่เพียงการค้นหาสิ่งมีชีวิตคาร์บอนิกทั่วไป นักวิทยาศาสตร์ตระหนักดีว่าสิ่งมีชีวิตนอกโลกอาจมีกระบวนการเผาผลาญแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากสิ่งมีชีวิตบนบกทุกรูปแบบ ชีวเคมีทางเลือกที่ใช้ซิลิคอน แอมโมเนีย หรือองค์ประกอบอื่นๆ ยังคงสามารถใช้งานได้ในทางทฤษฎี โดยขยายความเป็นไปได้ของความสามารถในการอยู่อาศัยได้เกินกว่าเกณฑ์แบบเดิมๆ
ความสำคัญเชิงปฏิบัติของงานนี้อยู่ที่การชี้แนะกล้องโทรทรรศน์และภารกิจระหว่างดาวเคราะห์รุ่นอนาคต ขณะนี้หน่วยงานด้านอวกาศมีชุดเป้าหมายที่มีลำดับชั้น ทำให้สามารถจัดสรรทรัพยากรเชิงสังเกตการณ์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ โครงการต่างๆ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ได้รับความสนใจเป็นพิเศษสำหรับการวิเคราะห์บรรยากาศและการค้นหาลายเซ็นชีวภาพ ซึ่งเป็นสารประกอบทางเคมีที่ส่งสัญญาณการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต
ผลกระทบต่อโครงการอวกาศและขั้นตอนต่อไป
การรวบรวมนี้สร้างเกณฑ์มาตรฐานสำหรับการสำรวจทางดาราศาสตร์ในอีกห้าปีข้างหน้า หน่วยงานอวกาศและสมาคมหอดูดาวจะสามารถมุ่งความสนใจไปที่สเปกโทรสโกปีขั้นสูงบนโลกทั้ง 45 ดวงนี้ เพื่อค้นหาก๊าซผิดปกติในชั้นบรรยากาศหรือหลักฐานทางอ้อมอื่น ๆ ของสิ่งมีชีวิต งานนี้ยังให้ข้อมูลพื้นฐานทางสถิติด้วย โดยระบุว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ 45 ดวงจาก 6,000 ดวงมีคุณสมบัติตรงตามเกณฑ์ที่เข้มงวด นักวิทยาศาสตร์ได้ประมาณสัดส่วนของโลกที่อาจเอื้ออาศัยได้ในจักรวาลที่สังเกตได้
ยานสำรวจไร้คนขับในอนาคตมีแนวโน้มที่จะจัดลำดับความสำคัญของระบบที่มีผู้สมัครหลายคน การรวมตัวกันของดาวเคราะห์ที่เอื้ออาศัยได้ใน TRAPPIST-1 ทำให้ระบบนี้น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับภารกิจระหว่างดวงดาวที่มีระยะเวลายาวนาน โดยสมมุติฐานว่าสามารถไปเยือนโลกหลายใบตามลำดับได้ ระยะทาง 40 ปีแสงยังคงถือว่าน่ากลัวในเทคโนโลยีปัจจุบัน แต่เป็นระยะทางที่น้อยกว่าเมื่อเทียบกับ 500 ปีแสงของ Kepler-186f
วิทยาศาสตร์ตระหนักดีว่ารายชื่อดังกล่าวจะได้รับการแก้ไขอย่างต่อเนื่อง เนื่องจากการสังเกตการณ์ใหม่ได้ปรับแต่งข้อมูลเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีอยู่ และการค้นพบใหม่ๆ ก็ได้เพิ่มตัวเลือกใหม่ๆ มูลค่าปัจจุบันของงานคือการเสนอจุดอ้างอิงที่มั่นคง ซึ่งเป็นแผนที่ที่จะเป็นแนวทางในการสำรวจจักรวาลในทศวรรษต่อๆ ไป