เดือนมกราคม  2552

January 2009

ก๊าซมีเทนบนดาวอังคาร มาจากกิจกรรมของธรณีวิทยาหรือชีววิทยา? (1)

พวยก๊าซมีเทน (methane) ที่ถูกตรวจพบหลายจุดบนดาวอังคาร (Mars) เมื่อปี 2546 สามารถชี้ไปยังกระบวนการทางธรณีวิทยาบนดาวเคราะห์สีแดง หรืออาจจะเกิดจากจุลชีพซึ่งหลบอยู่ใต้ผิวดาวแล้วปลดปล่อยก๊าซชนิดนี้ออกมาจากกระบวนการทางชีวภาพ
ไม่มีหลักฐานที่แน่ชัดว่ามีสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร  อย่างไรก็ตามแม้จะมีรายงานการค้นพบหลายชิ้นที่สนับสนุนว่าอาจมีสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร ทว่านักวิทยาศาสตร์ก็ยังคงฉงนกับการค้นพบใหม่ๆ

มีเทน เป็นก๊าซที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของโลกเช่นกัน แม้จะมีปริมาณน้อยนิดแต่ก็มีความสำคัญต่อระบบนิเวศน์ของโลก     เช่นเดียวกับบนดาวอังคาร  ดาวอังคารมีก๊าซส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์(ร้อยละ 95) และมีมีเทนอยู่น้อยนิดเช่นกัน จึงเป็นเรื่องยากที่จะตรวจพบก๊าซชนิดนี้บนดาวเคราะห์ดวงที่ 4 ในระบบสุริยะดวงนี้

ข้อเท็จจริงก็คือ ก๊าซมีเทนถูกตรวจพบครั้งแรกเมื่อปี 2546 โดยยานอวกาศ Mars Express  ขององค์การอวกาศยุโรป(European Space Agency:ESA)  โดยยาน Mars Express โคจรเป็นวงกลมรอบดาวอังคาร และพบสัญญาณบางอย่างที่อาจจะเป็นก๊าซมีเทน
การค้นพบนี้นำโดย การใช้กล้องโทรทรรศน์บนโลกจำนวน 3 กล้อง ซึ่งมีพื้นที่สำรวจครอบคลุมผิวดาวอังคารร้อยละ 90   เป็นเวลาสามปีดาวอังคาร หรือ 7 ปีโลก  และพบพวยก๊าซมีเทนที่แปรผันตามฤดูกาลและดูเหมือนจะออกมาจากสถานที่ใดที่หนึ่งโดยเฉพาะ   ซึ่งรวมถึงบริเวณ  Arabia Terra,  Nili Fossae  และ Syrtis Major ของดาวอังคาร  โดยงานวิจัยนี้ได้รับการสนับสนุนจาก NASA และ  National Science Foundation ประเทศสหรัฐอเมริกา

เมื่อปี 2548 นักวิทยาศาสตร์ยังค้นพบสัญญาณที่บ่งชี้ว่ามีน้ำแข็งซ่อนอยู่ใต้ผิวดาวอังคารบริเวณเส้นศูนย์สูตร  ซึ่งเป็นบริเวณที่พบก๊าซมีเทนเช่นกัน  พวยก๊าซมีเทนเริ่มปรากฏให้เห็นในช่วงฤดูใบไม้ผลิของซีกเหนือดาวอังคาร  และค่อยๆ เพิ่มขึ้นเรื่อยๆ จนมากที่สุดในช่วงปลายฤดูร้อน  ณ ช่วงหนึ่งของการวิจัย  พวยก๊าซขั้นต้นบรรจุก๊าซมีเทนไว้ถึง 21,000 ตัน  เมื่อเปรียบเทียบกับปริมาณก๊าซไฮโดรคาร์บอนที่รั่วออกมาจาก Coal Pit Point ใน Santa Barbara  คาลิฟอร์เนีย สหรัฐอเมริกา


สถานที่มีเทนรั่วออกมายังคงเป็นปริศนา แม้ว่า  Michael Mumma จากศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ด(Goddard Space Flight Center)  ในเมือง Greenbelt มลรัฐแมรีแลนด์ สหรัฐอเมริกา และคณะผู้เขียนรายงานการวิจัยลงในวารสาร Science ฉบับวันที่ 15 มกราคม 
การปลดปล่อยก๊าซมีเทนดูเหมือนจะเชื่อมโยงกับความร้อนที่เกิดขึ้นในช่วงฤดูใบไม้ผลิและฤดูร้อนภายในซีกเหนือของดาวอังคาร  ความร้อนสามารถละลายน้ำแข็งที่ผนึกอยู่ในช่องว่างหรือรอยแยกของพื้นที่ลาดชันอย่างเช่น หน้าผาหรือผนังหลุมอุกกาบาต   ซึ่งคล้ายกับสิ่งที่เกิดในฤดูหนาวบนโลก  เมื่อซีกถนนหนึ่งได้รับแสงแดดแล้วน้ำแข็งละลายกลายเป็นน้ำ ส่วนอีกซีกถนนหนึ่งกลับยังคงจับตัวเป็นน้ำแข็ง   มีเทนที่พบบนดาวอังคารนี้อาจจะมาจากส่วนที่ลึกลงไปใต้พื้นผิว

ก๊าซมีเทนบนดาวอังคาร มาจากกิจกรรมของธรณีวิทยาหรือชีววิทยา? (2)

อย่างไรก็ดี ยังมีคำอธิบายอื่นอีก  มีเทนที่พบสามารถเกิดจากกระบวนการทางธรณีวิทยาใกล้ผิวดิน ในบริเวณที่สูงของผืนดินดาวอังคาร  “เราไม่สามารถบอกความแตกต่าง ณ จุดนี้ได้”  Mumma กล่าว   บนโลกกระบวนการทางธรณีวิทยา ซึ่งปลดปล่อยมีเทนออกมาคือ “ปรากฏการณ์ที่เกี่ยวข้องกับภูเขาไฟ”  แต่ทว่านักวิทยาศาสตร์ยังไม่อาจค้นพบภูเขาไฟบนดาวอังคารที่ปลดปล่อยก๊าซปริมาณมหาศาลออกมา    ความเป็นไปได้อีกประการหนึ่งก็คือ กระบวนการที่เรียกว่า serpentization  ซึ่งแปลงออกไซด์ของเหล็ก(iron oxide) ให้กลายเป็นแร่ serpentine

อย่างไรก็ดี ความเป็นไปได้ที่ว่ามีเทนดังกล่าวมาจากจุลชีพใต้ผิวดาวอังคารดูน่าสนใจที่สุด    สิ่งที่คล้ายคลึงกับโลกที่พอจะเป็นไปได้คือ กลุ่มหรือชุมชนของสิ่งมีชีวิตระดับไมโคร(micro) 1/1000000 เมตร  หรือจุลชีพที่อาศัยอยู่ในเหมืองทอง ลึกลงไปไม่กี่กิโลเมตรจากผิวโลก ในบริเวณ  Witwatersrand Basin  แอฟริกาใต้   จุลชีพเหล่านี้ใช้โมเลกุลไฮโดรเจน(ที่แตกตัวออกมาจากโมเลกุลน้ำ)ในบริเวณดังกล่าว เป็นแหล่งพลังงาน  แล้วเปลี่ยนคาร์บอนไดออกไซด์(carbon dioxide) ให้เป็นมีเทน  โดยไม่จำเป็นต้องใช้แสงอาทิตย์ เหมือนเช่นกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง(photosynthesis)  สิ่งที่เกิดขึ้นนี้จึงเกิดขึ้นภายใต้ผิวดินดาวอังคาร ที่ซึ่งน้ำสามารถเปลี่ยนสถานะจากน้ำแข็งเป็นน้ำในสถานะของเหลวซึ่งเป็นตัวจ่ายไฮโดรเจนให้จุลชีพ

Mumma  เตือนว่า “เราไม่สามารถกล่วาได้ว่าเราพบกระบวนการทางชีววิทยาหรือปฏิเสธมัน”  ขณะที่ Tullis Onstott  จากมหาวิทยาลัยปรินซ์ตัน(Princeton University)  และคณะกำลังทำงานกับอุปกรณ์ที่จะส่งไปติดตั้งกับภารกิจสำรวจดาวอังคารด้วยรถสำรวจซึ่งจะสามารถติดตามค้นหาต้นกำเนิดของมีเทน
ด้านนอกพวยก๊าซมีเทน  ความหนาแน่นของมีเทนมีต่ำมาก  แสดงว่าก๊าซชนิดนี้ไม่ได้เคลื่อนที่อย่างรวดเร็วหรือคงสภาพอยู่เป็นระยะเวลานาน  ในความเป็นจริง  ช่วงชีวิตของมีเทนสั้นกว่าที่คาดหรือจากการอธิบายด้วยการสลายโมเลกุลมีเทนด้วยแสง(photolysis)
ปฏิกิริยาออกซิเดชัน(กระบวนการเดียวกับที่ทำให้เกิดสนิมเหล็ก)สามารถทำลายโมเลกุลมีเทน    ยานไวกิ้งที่เคยลงสู่ผิวดาวอังคารพบ peroxide ในฝุ่นดาวอังคาร และยาน Phoenix Mars Lander ก็พบหลักฐานของ perchlorate แร่ชนิดหนึ่งที่จะรวมตัวกับออกซิเจนกลายเป็นออกไซด์ ในบริเวณขั้วเหนือของดาวอังคาร

Mumma และคณะอธิบายว่าฝุ่นที่เคลือบด้วย peroxide จะฟุ้งขึ้นไปในอากาศและทำลายโมเลกุลมีเทน  คณะนักวิจัยกำลังวางแผนที่จะทำการสังเกตการณ์ดาวอังคารให้มากขึ้นจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน เพื่อค้นหาพวยก๊าซให้มากกว่านี้ เช่นเดียวกับการสำรวจครั้งก่อน   “ประเด็นที่ยังข้องใจก็คือเหตุการณ์นี้เกิดแบบชั่วคราวหรือเกิดเป็นประจำทุกปี”  Mumma อธิบาย
แต่แม้การสังเกตการณ์จากโลกสามารถบอกนักวิทยาศาสตร์ได้มากมายเพียงใด “แต่ท้ายที่สุดการทดสอบที่แท้จริงจะต้องไปที่นั่น” Mumma กล่าว   รถสำรวจดาวอังคาร Mars Science Rover ซึ่งมีกำหนดส่งขึ้นสู่อวกาศในปี 2554  มีความสามารถในการตรวจหาก๊าซมีเทน

แหล่งกำเนิดแม่เหล็กดวงจันทร์

หินของดวงจันทร์หลายก้อนซึ่งถูกนำกลับมาที่โลกโดนนักบินอวกาศโครงการ Apollo เป็นหีบที่เก็บงำความลับที่คาใจนักวิทยาศาสตร์มานับ 40 ปี  ทำไมหินดวงจันทร์จึงมี “สภาพแม่เหล็ก”? ขณะที่โลกหมุนตัว แกนโลกที่เป็นโลหะจะทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก(magnetic field) ของโลก แต่สำหรับดวงจันทร์ที่ไม่มีแกนโลหะ จะเกิดสนามแม่เหล็กได้อย่างไร   นักวิทยาศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซท หรือ MIT  สหรัฐอเมริกา  คิดว่าพวกเขาพบคำตอบแล้ว  โดยเมื่อประมาณ 4,200 ล้านปีก่อน ดวงจันทร์มีแกนกลางเป็นโลหะหลอมเหลวเหมือนโลกในปัจจุบัน  ซึ่งทำให้เกิดสนามแม่เหล็กความเข้มสูง   สนามแม่เหล็กดวงจันทร์ในช่วงเวลานั้นมีความเข้มข้นประมาณ 1 ใน 50 ส่วน ของสนามแม่เหล็กโลกในปัจจุบัน

คณะทำงานจาก MIT พบหลักฐานว่าดวงจันทร์เคยมีแกนกลางแบบเหลวนี้ จากการวิเคราะห์หินดวงจันทร์ที่เก่าที่สุด  ที่ยังไม่เคยได้รับผลกระทบจากการชนของอุกกาบาต   ซึ่งจะลบร่องรอยของสนามแม่เหล็กในยุคโบราณออกไป   ข้อเท็จจริงก็คือมันเก่าแก่ยิ่งกว่าหินจากดาวอังคารหรือแม้แต่หินที่พบบนผิวโลกในปัจจุบัน

หินตัวอย่างที่นำมาศึกษานี้ถูกเก็บมาโดย  Harrison Jack Schmitt นักบินอวกาศที่ลงจอดบนผิวดวงจันทร์ด้วยยาน Apollo 17    และยังเป็นนักธรณีวิทยาเพียงคนเดียวที่เคยไปย่ำเท้าบนดวงจันทร์     Ben Weiss จาก MIT ผู้เขียนอาวุโสซึ่งร่วมเขียนในรายงานการวิจัยนี้ และตีพิมพ์ลงในวารสาร Science ฉบับวันที่ 16 มกราคม ศกนี้ กล่าวว่า “หลายคนคิดว่ามันเป็นหินดวงจันทร์ที่น่าสนใจที่สุด”
Weiss และคณะใช้อุปกรณ์ตรวจวัดสนามแม่เหล็กแบบเชิงพาณิชย์ที่ออกแบบมาสำหรับระบบหุ่นยนต์เพื่อศึกษาสนามแม่เหล็กของหินดวงจันทร์ที่มีความเข้มข้นน้อยมาก   ผลที่ได้ช่วยแยกแยะสนามแม่เหล็กที่เกิดจากสาเหตุที่ต่างกันได้  ในขณะที่หินแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากการแรงกระแทกของอุกกาบาตกับผิวดวงจันทร์ จะรักษาสภาพขั้วแม่เหล็กได้ไม่นาน เพียงแค่ไม่กี่วินาทีถึง 1 วัน (ในกรณีที่เกิดการชนอย่างรุนแรง) สภาพขั้วแม่เหล็กก็จางหายไปแล้ว
ในขณะที่หินจากดวงจันทร์ที่นำมาตรวจหาสนามแม่เหล็กนั้น กลับยังคงสภาพขั้วแม่เหล็กไว้ได้อย่างยาวนานนับหลายล้านปี เมื่ออยู่ในอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กธรรมชาติ และนั่นทำให้สรุปได้ว่าในยุคโบราณจะต้องมีสนามแม่เหล็กของดวงจันทร์เป็นระยะเวลานาน   “นี่ไม่ใช่แนวคิดใหม่  แต่มันเป็นหนึ่งในประเด็นโต้เถียงเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ด้านดวงจันทร์” Weiss เสริม กระทั่งปฏิบัติการ Apollo นักวิทยาศาสตร์ผู้โด่งดังหลายคนเชื่อมั่นว่าดวงจันทร์เกิดมาแบบเย็นและคงอยู่ในสภาพเย็นนั้น ไม่เคยอยู่ในสภาพอุณหภูมิสูงพอที่จะเกิดแกนกลางโลหะเหลว  แต่โครงการ Apollo พิสูจน์ให้เห็นว่าเคยมีการไหลของหินหลอมเหลวหรือลาวา(lava) บนผิวดวงจันทร์  แต่แนวคิดที่ว่า “มี” หรือ “เคยมี” แกนกลางเป็นโลหะหลอมเหลว ยังคงเป็นข้อถกเถียงไม่จบสิ้น  

งานวิจัยนี้สอดคล้องกับทฤษฎีที่ว่าดวงจันทร์เกิดจากเทหวัตถุขนาดพอๆ กับดาวอังคาร(Mars) พุ่งเข้าชนโลกและทำให้เปลือกดาวเคราะห์ จำนวนมากถูกสาดกระจายออกสู่อวกาศ แล้วรวมตัวกันใหม่เป็นดวงจันทร์  เพราะการชนอย่างรุนแรงดังกล่าวจะทำให้วัสดุมีอุณหภูมิสูง และแกนกลางที่เป็นโลหะหลอมเหลว

พบดาวฤกษ์กำเนิดใกล้หลุมดำ

ดาวฤกษ์รุ่นเยาว์สองดวงกำลังเติบโตอยู่ที่ระยะห่างจากศูนย์กลางกาแลกซีทางช้างเผือก(Milky Way)  เพียงไม่กี่ปีแสง  ซึ่งแสดงว่าดาวฤกษ์สามารถถือกำเนิดได้ภายในสภาพแวดล้อมอันรุนแรงใกล้ๆ หลุมดำมวลยวดยิ่ง(supermassive blackhole) ใจกลางกาแลกซีของเราได้
นักดาราศาสตร์ทราบมานานแล้วว่าดาวฤกษ์อายุน้อยสามารถพบได้ใกล้ๆ ศูนย์กลางกาแลกซี แต่ก็ยังไม่มีคำอธิบายที่ดีพอเพื่ออธิบายว่าเหตุใดมันจึงมาอยู่ที่นั่น  อวกาศใกล้หลุมดำไม่ใช่สถานที่ที่จะเกิดดาวฤกษ์ได้ง่ายๆ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงจากหลุมดำมวลประมาณ 4 ล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ จะฉีกกลุ่มก๊าซที่ควรจะรวมกลุ่มกันเพื่อเป็นแหล่งกำเนิดดาวฤกษ์ ออกเป็นชิ้นๆ

 

ภาพจำลองแสดงดาวฤกษ์สีน้ำเงินอายุน้อยที่โคจรอบหลุมดำมวลยวดยิ่งที่ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก  ดาวเบื้องหลังคือดาวอายุมากที่มีสีแดงกว่า  นักดาราศาสตร์พบดาวฤกษ์สองดวงกำลังก่อนตัวห่างจากใจกลางกาแลกซีภายในระยะไม่กี่ล้านปีแสงCredit: NASA, ESA, and A. Schaller (for STScI)

นอกจากนี้ยังมี ข้อสันนิษฐานอื่นๆ อีกเช่น  ดาวฤกษ์ที่เกิดมาแล้วถูกหลุมดำดูดลงไป ซึ่งคาดว่าเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยาก  แต่การค้นพบใหม่ ซึ่งถูกนำเสนอในการประชุมประจำปีของ American Astronomical Society ครั้งที่ 213 แสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์หลายดวงเกิดขึ้นภายในบริเวณดังกล่าว  Elizabeth Humphreys จากศูนย์ฮาร์วาร์ด-สมิธโซเนียนเพื่อฟิสิกส์ดาราศาสตร์  ในเมืองเคมบริดจ์ รัฐแมสซาชูเซทท์ สหรัฐอเมริกา

 

ภาพถ่ายในย่ายรังสีอินฟราเรด ขนาด 0.6 x 0.7 องศา จากบริเวณศูนย์กลางกาแลกซี ซึ่งช่วยให้เห็นดาวฤกษ์อายุมากสีแดงจำนวนมาก Credit: 2MASS/E. Kopan (IPAC/Caltech)

เนื่องจากก๊าซและฝุ่นในอวกาศระหว่างโลกและศูนย์กลางกาแลกซีบดบังแสงในย่านที่ตามนุษย์มองเห็น(visible light)  ทำให้นักดาราศาสตร์ต้องใช้การตรวจจับรังสีอินฟราเรด(infrared) และคลื่นวิทยุ(radio wave) ที่มีความยาวคลื่นมากพอที่จะทะลวงผ่านม่านฝุ่นในระนาบกาแลกซีออกมายังบริเวณของกาแลกซีทางช้างเผือก อันเป็นบริเวณที่ดวงอาทิตย์และโลกอยู่
Humphreys และผู้ร่วมงาน จากศูนย์ฮาร์วาร์ด-สมิทธโซเนียน และ สถาบันมักซ์พลังค์เพื่อดาราศาสตร์วิทยุ ในประเทศเยอรมัน     โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Very Large Array  เพื่อค้นหาเมเซอร์(masers) อันเป็นสัญญาณวิทยุที่ออกมาจากกลุ่มก๊าซก่อนเป็นดาวฤกษ์(proto-stars) ที่ยังฝังตัวอยู่ภายในแหล่งกำเนิด
คณะนักวิจัยพบกลุ่มก๊าซก่อนเป็นดาวฤกษ์ อยู่ห่างจากใจกลางกาแลกซีประมาณ 7 และ 10 ปีแสง (1 ปีแสง คือระยะทางที่แสงเดินทางได้ภายในหนึ่งปี หรือประมาณ 10 ล้านล้านล้านกิโลเมตร)  เมื่อรวมกับผลการศึกษาก่อนหน้านี้ ก็สามารถสรุปได้ว่าการกำเนิดดาวฤกษ์สามารถเกิดขึ้นได้ในบริเวณใกล้ศูนย์กลางกาแลกซีทางช้างเผือก
 

กาแลกซีทางช้างเผือกมีหลุมดำใจกลาง ส่วนระบบสุริยะอยู่บริเวณขอบนอกของทางช้างเผือก Credit: NASA/JPL

โมเลกุลก๊าซที่ใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือก จากบริเวณที่ดาวฤกษ์ถือกำเนิดมีความหนาแน่นมากกว่าที่เคยคาดคิด   ก๊าซความหนาแน่นยิ่งสูงเท่าใดก็ยิ่งง่ายต่อการยุบตัวกันด้วยแรงโน้มถ่วงเพื่อต่อต้านแรงดึงดูดจากหลุมดำไม่ให้ฉีกกระชากกลุ่มก๊าซให้เป็นชิ้นๆ  และยังสามารถยุบตัวกันเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ได้
การค้นพบนี้ยังช่วยสนับสนุนการจำลองโดยซูเปอร์คอมพิวเตอร์ที่แสดงให้เห็นว่าดาวฤกษ์สามารถถือกำเนิดใกล้หลุมดำใจกลางกาแลกซีทางช้างเผือกที่ระยะไม่กี่ปีแสงได้

SOHO ฉลองดาวหางดวงที่ 1,500
SOHO celebrates 1500th comet discovery

มันคือเครื่องมือค้นหาดาวหางที่ประสบความสำเร็จมากที่สุดในประวัติศาสตร์  เมื่อดาวเทียม SOHO พึ่งจะถึงหมุดหมายของการเดินทางหมุดใหม่  นั่นคือการค้นพบดาวหางดวงที่ 1,500  ทำให้มันเป็นเครื่องมือค้นหาดาวหางที่เยี่ยมยอดกว่านักค้นหาอื่นใดเท่าที่ประวัติศาสตร์โลกจะมีมา   ไม่เลวนักสำหรับยานอวกาศที่ถูกออกแบบมาเพื่อนภารกิจด้านฟิสิกส์ของดวงอาทิตย์ 
ดาวหางดวงใหม่นี้ถูกพบจากภาพถ่ายเมื่อวันที่ 25 มิถุนายน 2551 โดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาวอเมริกันนามว่า Rob Matson  และนี่เป็นดาวหางดวงที่ 76 ของ Rob ซึ่งค้นหาผ่านดาวเทียม SOHO 

หอสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์และอาณาบริเวณโดยรอบดวงอาทิตย์(SOlar and Heliospheric Observatory:SOHO)  โคจรอยู่ในตำแหน่งระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์  ซึ่งเป็นจุดสังเกตการณ์อวกาศรอบดวงอาทิตย์และดวงอาทิตย์ที่หาไม่ได้ง่ายๆ นักบนโลก  ซึ่งบนผิวโลกอวกาศจะถูกบดบังโดยท้องฟ้ายามกลางวันที่แสงจากดวงอาทิตย์ถูกชั้นบรรยากาศทำให้กระเจิง  ดังนั้นเราจะเห็นอวกาศใกล้ดวงอาทิตย์ได้ก็ต่อเมื่อเกิดสุริยุปราคาเท่านั้น(solar eclipse)
ประมาณการอย่างหยาบๆ ร้อยละ 80 ของดาวหางที่ถูกพบโดย SOHO รวมทั้งดวงที่ 1,500 นี้ เป็นชิ้นส่วนจากดาวหางขนาดใหญ่กว่าที่แตกออกขณะโคจรเข้าใกล้ดวงอาทิตย์  เมื่อหลายศตวรรษก่อน  ชิ้นส่วนเหล่านั้นเรียกว่ากลุ่มของ Kreutz  และจะโคจรผ่านเข้าใกล้ดวงอาทิตย์ที่ระยะประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร  เมื่อพวกมันกลับมาจากอวกาศห้วงลึก   โดยทั่วไปเศษดาวหางเหล่านั้นจะถูกทำลายโดยความร้อนจากดวงอาทิตย์  ภายใต้การเฝ้ามองของกล้อง  Large Angle and Spectrometric Coronograph (LASCO) ซึ่งเป็นหนึ่งใน 12 อุปกรณ์ที่ติดตั้งบนดาวเทียม SOHO

แน่นอนโดยตัว LASCO เองไม่ได้เป็นผู้ค้นพบ ภาระหน้าที่นี้ตกเป็นของอาสาสมัครทักษะสูงกลุ่มหนึ่งซึ่งสามารถพิจารณาข้อมูลได้ทันทีที่ดาวเทียม SOHO ส่งข้อมูลลงมาบนโลก   ข้อมูลดังกล่าวจะอยู่ในเครือข่ายอินเตอร์เนตและพร้อมสำหรับการนำไปวิเคราะห์เพียง 15 นาที หลังจากหน่วยรับข้อมูลบนโลกได้รับ
ผู้สนใจจากทั่วโลกต่างพิจารณาแต่ละภาพถ่ายเพื่อค้นหาจุดแสงที่กำลังเคลื่อนที่ซึ่งคาดว่าจะเป็นดาวหาง   เมื่อใครก็ตามที่เชื่อว่าตนเองค้นพบดาวหาง ก็จะรายงานไปยัง Karl Battams แห่ง ศูนย์ปฏิบัติการณ์วิจัยกองทัพเรือ(Naval Research Laboratory)  ในนครวอชิงตัน ดีซี  ซึ่งจะเป็นผู้ตรวจสอบก่อนที่จะส่งผ่านไปยังศูนย์ดาวเคราะห์น้อย(Minor Planet Center) ที่ซึ่งดาวหางถูกขึ้นบัญชีและมีข้อมูลวงโคจรสำหรับการคำนวณ
 

ความมั่งคั่งของข้อมูลดาวหางมีคุณค่ามากไปกว่าการใช้แยกแยะประเภท   Battams กล่าวว่า “สิ่งนี้ทำให้เรามองเห็นความตายของดาวหาง”  เมื่อดาวหางดวงหนึ่งโคจรรอบดวงอาทิตย์อย่างสม่ำเสมอ  ดังนั้นมันจะสูญเสียน้ำแข็งออกไปทุกๆ ครั้ง  จนกระทั่งมันแตกออกเป็นชิ้นๆ  เกิดเป็นแนวทางของเศษชิ้นส่วน  ต้องขอบคุณ SOHO ที่ช่วยนักดาราศาสตร์ด้วยภาพถ่ายอันล้นเหลือทำให้สามารถมองเห็นกระบวนการดังกล่าวได้ชัดเจนยิ่งขึ้น 
เหนือสิ่งอื่นใด สิ่งสืบเนื่องสุดพิเศษจากปฏิบัติการณ์ทางฟิสิกส์ดวงอาทิตย์ซึ่งปฏิบัติงานมากว่า 13 ปี  ด้วยการสังเกตการณ์ดวงอาทิตย์และอวกาศใกล้ดวงอาทิตย์  “การเก็บเกี่ยวดาวหางจำนวนมากถือเป็นโบนัสที่ไม่ได้วางแผนมาก่อน”   Bernhard Fleck นักวิทยาศาสตร์ประจำโครงการ SOHO กล่าว

มนุษย์ต่างครุ่นคิดถึงปริศนาของดาวอังคารมานานนับพันปี  โดยเฉพาะคำถามที่น่าสนใจเป็นอย่างยิ่ง อย่างเช่น “มีสิ่งมีชีวิตอยู่ที่ดาวอังคารหรือไม่?” 
จากหลักฐานที่ค้นพบภายในปี 2551   ยานสำรวจภาคพื้นดินทั้งแบบร่อนลงจอดเฉพาะที่ และแบบรถหุ่นยนต์สำรวจ ล้วนส่งข้อมูลที่บ่งบอกว่าดาวเคราะห์ที่เต็มไปด้วยฝุ่นดวงนี้เคยมีน้ำอยู่บนพื้นผิว  การเปลี่ยนแปลงด้านอุตุนิยมวิทยา  ร่องรอยทางธรณีวิทยา และสารเคมีล้วนแต่เป็นสิ่งที่ส่งผลต่อสิ่งมีชีวิตบนดาวอังคาร
ภารกิจที่พบหลักฐานสำคัญในปีนี้ได้แก่
ยานจอดสำรวจ Phoenix Mars Lander ขององค์การบริหารการบินและอวกาศ(NASA) ศึกษาผิวของที่ราบเขตขั้วเหนือของดาวอังคาร ตั้งแต่วันลงจอด คือวันที่ 25 พฤษภาคม  จนกระทั่งหมดพลังงานไปเมื่อวันที่ 2 พฤศจิกายน
ยานอวกาศแบบโคจรรอบดาวอังคาร ยาน Mars Reconnaissance Orbiter (MRO) ของ NASA ได้ใช้อุปกรณ์ถ่ายภาพความละเอียดสูงเพื่อสำรวจผิวดาวเคราะห์ และจบการทำงานในขั้นแรกที่กินระยะเวลาถึง  2 ปี

รถหุ่นยนต์สำรวจ Spirit และ Opportunity  ในโครงการ Mars Exploration Rovers ของ NASA ปฏิบัติภารกิจครบ 4 ปี เมื่อเดือนมกราคม และกำลังจะฉลองการทำงานครบห้าปีภายในเดือนมกราคม  2552
สิ่งสำคัญอย่างหนึ่งสำหรับสิ่งมีชีวิตที่จะกำเนิดขึ้นบนดาวเคราะห์หรือดวงจันทร์  ก็คือ “น้ำในสถานะของเหลว”  ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ของ NASA จึงพยายามตอบคำถามด้วยการ  “ติดตามหาน้ำ”

แม้ว่าปัจจุบันดาวอังคารจะแห้งกรัง  นักวิทยาศาสตร์ก็ยังทราบว่ามีร่องรอยของลำธาร  ก้นแม่น้ำ และแอ่งทะเลสาบ ที่บ่งชี้ว่าครั้งหนึ่งเคยมีน้ำไหลอยู่บนผิวดาวเคราะห์ดวงนี้  แต่เมื่อมีน้ำไหล  ไม่ว่าจะมีสิ่งมีชีวิตหรือไม่   ร่องรอยเหล่านั้นอาจเกิดจากสายฝน  น้ำแข็งที่ละลายออก หรือน้ำใต้ดิน ก็ยังคงเป็นคำถามอยู่ดี  
มีหลายกระบวนการที่ทำให้เกิดโครงสร้างของพื้นผิวดาวที่เกี่ยวข้องกับน้ำ   เช่น “น้ำใต้ดิน”  มหาสมุทรทะเลสาบภายในหลุมอุกกาบาต  น้ำพุร้อน(hydrothermal spring) การไหลบ่าของน้ำชั่วแบบฉับพลัน   ฝนตก ซึ่งแสดงว่ามีน้ำปริมาณมหาศาลที่ถูกเก็บซ่อนเอาไว้เป็นเวลานาน

หลักฐานชี้ว่าการสะสม เอ่อท่วม และพฤติการณ์อื่นๆของน้ำ หยุดลงเมื่อประมาณ 1000 ล้านปีแรกของดาวอังคาร ภายในประวัติศาสตร์ 4,500 ล้านปีของดาวอังคาร   แต่ภาพถ่ายจาก HiRISE ของยาน MRO และตะกอนดินสะสมสีอ่อน กลับบ่งบอกว่าดาวอังคารจะต้องมีน้ำหลงเหลืออยู่นานกว่านั้นอีกจนถึงช่วงอายุ 2000 ล้านปี  ส่วนตะกอนสีเหลืองมุกที่พบโดย MRO ก็บ่งบอกว่าดาวอังคารยังเปียกอยู่ได้นานกว่านั้น
การสำรวจโดย MRO พบแร่ที่ชื่อว่า phyllosilicates  ก็ใช้แปลผลได้ว่า น้ำกระจายตัวไปทั่วผิวดาวอังคารได้กว้างขวางกว่าที่เราเคยคิด  ยาน Phoenix สามารถยืนยันการมีอยู่ของน้ำแข็งใต้ผิวดินบริเวณที่ราบขั้วเหนือของดาวอังคาร นักวิทยาศาสตร์กำลังง่วนอยู่กับการวิเคราะห์ฝุ่นดินบริเวณนั้น เพื่อค้นหาว่าหากชั้นน้ำแข็งครั้งหนึ่งเคยเป็นของเหลว  และดาวอังคารโคจรด้วยมุมเอียงมากจนขั้วเหนือเริ่มอบอุ่นขึ้น   ผลการศึกษาเบื้องต้นสรุปได้ว่าสิ่งนี้อาจเกิดขึ้นจริงเมื่อยาน Phoenix ตรวจพบสัญญาณที่บ่งบอกว่ามี “ดินเหนียว” อยู่ภายในบริเวณดังกล่าว ซึ่งดินเหนียวจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่อเคยมี “น้ำ” ในสถานะของเหลวมาก่อน

ไม่ว่าจะน้ำในสภาพน้ำแข็งที่ขั้วดาวอังคารจะเคยเปลี่ยนไปเป็นของเหลวใต้ผิวจริงหรือไม่  แต่  MRO ก็พบแผ่นน้ำแข็งที่หนาผิดปกติซ่อนอยู่ข้างใต้ขั้วเหนือดาวอังคาร แสดงว่าดาวเคราะห์ดวงนี้เย็นยะเยือกกว่าที่นักวิทยาศาสตร์เคยคาดไว้  และยิ่งหากมันเคยเปลี่ยนเป็นของเหลวมาก่อน ก็จะต้องเป็นแหล่งน้ำที่ลึกเกินคาดทีเดียว

ขณะที่น้ำดูเหมือนจะมีอยู่บนดาวอังคารอย่างแน่นอนในอดีต แต่ก็ยังไม่ชัดเจนว่าน้ำเหล่านั้นจะมีศักยภาพพอที่จะให้จุลชีพบนดาวอังคารหรือสิ่งมีชีวิตดึกดำบรรพ์ได้กำเนิดและวิวัฒนาการ  ข้อมูลจากยาน Opportunity และผลการวิเคราะห์แสดงให้เห็นว่าน้ำบนดาวอังคารมีความเค็มสูง  เพราะแม้แต่ halophiles ซึ่งเป็นสิ่งมีชีวิตบนโลกที่อาศัยได้ในที่ๆ มีความเค็มสูง ก็ต้องมีปัญหาเมื่อเจอกับน้ำที่มีความเค็มสูงบนดาวอังคาร

 

ท้องฟ้าและผืนดินสีส้มของเขตขั้วเหนือของดาวอังคาร ถ่ายจากกล้องบนยาน Phoenix Mars Lander  แขนกลและแผงเซลล์สุริยะของยาน Phoenix ปรากฏในภาพ  ภาพนี้ถ่ายเมื่อวันที่ 19 มิถุนายน 2551
Credit: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University

ผลการค้นพบโดยรถสำรวจทั้งสองคันยังเขียนภาพอันไม่เป็นมิตรต่อสิ่งมีชีวิตของดาวอังคารอีก เมื่อมีการตรวจพบฝุ่นที่มีความเป็นกรดซึ่งอุดมไปด้วยสารซัลเฟต(sulfate) จากภูเขาไฟ  นี่บ่งบอกว่าครั้งหนึ่งเคยมีน้ำบนพื้นที่ที่กำลังถูกสำรวจ(ใกล้เส้นศูนย์สูตร)มีความเป็นกรดจนมีความเหมาะสมสำหรับสิ่งมีชีวิตน้อย ผลการวิเคราะห์ล่าสุดจากข้อมูลของ MRO พบกลุ่มของพื้นผิวที่เคยเป็นส่วนหนึ่งของแอ่งน้ำที่มีความเป็นกรด  ยานอวกาศ MRO  ยังค้นพบสัญญาณของสารคาร์บอเนต(carbonate) ซึ่งละลายภายในกรด  สิ่งนี้บ่งบอกว่าบางพื้นที่บนผิวดาวอังคารมีความเหมาะสมต่อสิ่งมีชีวิตน้อย และสามารถจะมีสัญญาณของสิ่งมีชีวิตใดๆ ที่อาจทานทนต่อความเป็นกรดนั้น   ทว่ายาน Phoenix  ยังพบสถานที่ที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตได้มากกว่าแหล่งที่กล่าวข้างต้น   ซึ่งจากอุปกรณ์ของตัวยานวิเคราะห์พบว่าฝุ่นบริเวณจุดลงจอด(ที่ราบใกล้ขั้วเหนือ) มีธาตุจำพวกโลหะอัลคาไลน์(alkaline) ตัวอย่างดินดาวอังคารที่ถูกตักขึ้นมาทดสอบโดยยาน Phoenix ยังตรวจพบ perchlorate สารประกอบที่อาจเป็นแหล่งพลังงานสำหรับจุลชีพดาวอังคาร   MRO ตรวจพบ ferrous หรืออะตอมเหล็กที่สูญเสียอิเล็คตรอน ซึ่งโดยทั่วไปจะเกิดจากจุลชีพ บนโลก  อย่างไรก็ดีมีกระบวนการอื่นอย่างเช่นปฏิกิริยาจากคาร์บอนอินทรีย์ที่มาจากดาวหางที่จะเพิ่ม ferrous ให้กับผิวดาวอังคาร

ภูเขาทางทิศตะวันตกของเขต Hellas ของดาวอังคาร ซึ่งล้อมรอบด้วยดินตะกอนซึ่งนักวิทยาศาสตร์คาดว่าเป็นเศษหินดินที่ปกคลุมธารน้ำแข็ง 

Credit: ESA/DLR/FU Berlin

การทำความเข้าใจสภาพทางอุตุนิยมวิทยาของดาวอังคาร ทั้งในอดีตและปัจจุบัน เป็นสิ่งสำคัญในการวัดศักยภาพในการเป็นแหล่งที่อยู่อาศัยของดาวเคราะห์ และหลายภารกิจในปีนี้ที่ระบายภาพของสภาพอากาศดาวอังคาร    เป็นที่ทราบกันดีว่าสภาพอุตุนิยมของดาวอังคารแปรผันตามแกนหมุนของดาวอังคารทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมุมของแกนหมุนเทียบกับระนาบการโคจรรอบดวงอาทิตย์  ทำให้ขั้วและศูนย์สูตรดาวเปลี่ยนจากอุ่นเป็นหนาว   หลักฐานนี้ได้มาจากยาน MRO ที่ถ่ายภาพที่ชี้ว่ามีธารน้ำแข็งบริเวณศูนย์สูตร ซุกซ่อนอยู่ใต้ซากหินดิน(ซึ่งช่วยป้องกันการละลายของน้ำแข็ง)  ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อช่วงที่ดาวอังคารมีสภาพอากาศแตกต่างไปจากปัจจุบัน 

เหนือพื้นผิวขึ้นไปยาน Mars Express orbiter ขององค์การอวกาศยุโรป(the European Space Agency:ESA)  พบเมฆน้ำแข็งแห้ง(dry ice) หรือคาร์บอนไดออกไซด์แช่แข็ง  ภายในชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร และทำให้เกิดเงาบนผิวดาว รวมทั้งส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศท้องถิ่นและรูปแบบการพัดของลม 

ภาพนี้แสดงเมฆคาร์บอนไดออกไซด์บริเวณขั้วเหนือของดาวอังคาร โดยถ่ายจากอุปกรณ์ OMEGA 

ซึ่งติดตั้งบนยาน Mars Express เมื่อวันที่ 12 มิถุนายน 2547  

Credits: ESA/OMEGA team

ยาน Phoenix ก็พบว่าจำนวนเมฆบริเวณจุดลงจอดเพิ่มขึ้นมากในช่วงฤดูหนาวของซีกเหนือดาวอังคาร อีกทั้งยังพบหิมะกำลังตกลงมา และแข็งตัวบนผิวดาว   นอกจากนี้ยังพบวัฏจักรของน้ำระหว่างผิวดาวกับชั้นบรรยากาศจากกลางคืนถึงกลางวัน  ในช่วงเวลาอบอุ่นและเปียกชื้น น้ำจะหยดลงสู่ผิว ทำให้เกิดฟิลม์บางๆ ของน้ำที่จุลชีพบางชนิดสามารถอาศัยได้
ขณะที่การค้นพบเหล่านี้เติมเต็มช่องว่างแห่งความไม่เข้าใจต่ออดีตของดาวอังคาร  แต่ก็ยังมีช่องโหว่อีกหลายจุด  รถสำรวจทั้งสองคัน (Spirit กับ Opportunity) , MRO และ ยานโคจรรอบดาวอังคารลำอื่นๆ รวมทั้งปฏิบัติการณ์ Mars Science Laboratory และ Maven  ที่จะเป็นโครงการต่อไปสำหรับสำรวจดาวอังคาร

----------------------------------------------------------