เวลาที่คุณเงยหน้ามองดาวในยามค่ำคืน
สิ่งที่คุณเห็นมันสุดยอดมาก
มันสวยงามมาก
แต่สิ่งที่สุดยอดกว่านั้นคือ สิ่งที่คุณมองไม่เห็น
เพราะตอนนี้เรารู้แล้วว่า
สิ่งที่รายล้อมดาวทุกดวง หรือเกือบจะทุกดวงนั้น
คือดาวเคราะห์ 1 ดวง
หรืออาจจะ 2-3 ดวง
สิ่งที่ภาพนี้ไม่ได้แสดงให้คุณเห็น
คือดาวเคราะห์ทุกดวงที่เรารู้จัก
ที่อยู่ในอวกาศ
เมื่อเราคิดถึงดาวเคราะห์ เรามักจะคิดถึงสิ่งที่อยู่ไกลออกไป
ดาวที่มีความแตกต่างกับเราอย่างมาก
แต่ว่าตอนนี้เราก็อยู่บนดาวเคราะห์
แล้วโลกเราก็มีเรื่องที่น่าทึ่ง อยู่หลายเรื่องเลยค่ะ
เราพยายามค้นหาทั่วทุกทิศ เพื่อหาดาวเคราะห์ที่คล้ายคลึงกับโลก
และยิ่งเราค้นหา เราก็ยิ่งค้นพบความน่าทึ่ง
แต่ฉันอยากจะบอกคุณเกี่ยวกับ เรื่องน่าทึ่งอย่างหนึ่งบนโลกของเรา
นั่นคือในทุก ๆ หนึ่งนาที
ไฮโดรเจน 400 ปอนด์
กับฮีเลียมเกือบ 7 ปอนด์
หลุดจากโลกไปยังอวกาศ
ก๊าซเหล่านี้ หลุดออกไป และจะไม่กลับมา
ไฮโดรเจน ฮีเลียม และสิ่งอื่น ๆ อีกหลายสิ่ง
สร้างสิ่งที่เราเรียกว่าชั้นบรรยากาศ
ชั้นบรรยากาศมีแต่ก๊าซพวกนี้ ที่เป็นเส้นสีฟ้าบาง ๆ
มองเห็นได้จากสถานีอวกาศนานาชาติ
นี่คือภาพที่นักบินอวกาศบางคนถ่ายมา
และเส้นบาง ๆ ที่อยู่รอบโลกเรานี้เอง
ที่ทำให้โลกอุดมไปด้วยสิ่งมีชีวิต
มันปกป้องโลกของเรา จากการปะทะของอุกกาบาต
และสิ่งต่าง ๆ มาอย่างมากมาย
มันเป็นปรากฏการณ์ที่น่าอัศจรรย์มาก
และความจริงที่ว่ามันกำลังค่อย ๆ หายไป
อย่างน้อยก็ควรสร้างความหวาดกลัวให้กับคุณ
ดังนั้น ฉันจึงศึกษา เกี่ยวกับกระบวนการนี้
และเรียกมันว่าการหลุดของชั้นบรรยากาศ
การหลุดของชั้นบรรยากาศ ไม่ได้เกิดขึ้นกับโลกของเราเพียงอย่างเดียว
มันเป็นสิ่งที่ทำให้ดาวดวงนั้น ถูกเรียกว่าดาวเคราะห์เลยค่ะ
เพราะว่าดาวเคราะห์ ไม่เพียงแต่โลก แต่รวมถึงทุกดวงในจักรวาล
สามารถเกิดการหลุดของชั้นบรรยากาศขึ้นได้
และสิ่งที่เกิดขึ้นก็ได้บอกเรา เกี่ยวกับดาวดวงนั้น ๆ เอง
เพราะว่าหากคุณนึกถึงระบบสุริยะ
คุณอาจจะคิดถึงรูปนี้
คุณอาจจะบอกว่า มีดาวเคราะห์แปดดวง หรืออาจจะเก้า
ถ้าหากพวกคุณบางคน จะคิดมากกับภาพนี้นะคะ
ฉันจะเพิ่มบางคนเข้าไปให้
(เสียงหัวเราะ)
เพื่อให้เกียรติยานนิวฮอไรซอน เราจะนับดาวพลูโตด้วยแล้วกัน
สิ่งที่คุณกำลังเห็น
คือเป้าหมายของการบรรยายนี้ และการหลุดของชั้นบรรยากาศ
สำหรับฉัน พลูโตเป็นดาวเคราะห์นะคะ
ในทางเดียวกัน ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ แม้เราจะมองไม่เห็น
ก็นับเป็นดาวเคราะห์
ซึ่งลักษณะพื้นฐานของดาวเคราะห์
ประกอบด้วย ความจริงที่ว่ามันมีรูปทรง
ซึ่งถูกสร้างขึ้นโดยแรงโน้มถ่วง
วัตถุมากมายถูกดึงเข้ามารวมกัน
ด้วยแรงดึงดูดนี้เอง
หากรูปทรงนี้ใหญ่มาก ก็แปลว่ามีแรงโน้มถ่วงมาก
นี่คือสาเหตุที่มันกลม
ดังนั้น เมื่อคุณดูภาพนี้
รวมถึงดาวพลูโตด้วย
พวกมันกลม
ดังนั้น คุณจะเห็นบทบาท ของแรงโน้มถ่วงในภาพนี้ด้วย
แต่ลักษณะพื้นฐานของ ดาวเคราะห์อีกอย่างหนึ่ง
คือสิ่งที่คุณไม่เห็นในภาพนี้
และนี่คือดาวฤกษ์ค่ะ คือดวงอาทิตย์
ซึ่งดาวเคราะห์ทุกดวงในระบบสุริยะ กำลังโคจรอยู่รอบ ๆ
และยังเป็นปัจจัยหลัก ที่ทำให้เกิดการหลุดของชั้นบรรยากาศ
เหตุผลที่ดาวฤกษ์ทำให้ชั้นบรรยากาศ หลุดออกไปจากดาวเคราะห์
ก็เพราะดาวฤกษ์ให้อนุภาค และแสง และความร้อนแก่ดาวเคราะห์
ซึ่งเป็นสาเหตุให้ชั้นบรรยากาศ หลุดหายออกไปด้วย
คุณลองนึกถึงบอลลูนลมร้อน
หรือไม่ก็ดูภาพนี้ค่ะ นี่คือเทศกาลลอยโคมในประเทศไทย
คุณจะเห็นว่าอากาศร้อน จะขับเคลื่อนให้ก๊าซลอยขึ้นด้านบน
หากคุณมีพลังงาน และความร้อนมากเพียงพอ
ซึ่งดวงอาทิตย์ของเรามี
ก๊าซเหล่านี้ ซึ่งเป็นสิ่งที่เบา และถูกดึงเข้าไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง
ก็จะสามารถหลุดลอยออกไปได้
นี่คือสาเหตุที่ทำให้เกิด การหลุดของชั้นบรรยากาศ
ทั้งบนโลกของเรา และบนดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ
มันคืออิทธิพลระหว่าง ความร้อนจากดาวฤกษ์
กับพลังในการยื้อยุด ของแรงโน้มถ่วงบนดาวเคราะห์
ตามที่ฉันบอกว่ามันเกิดขึ้นแล้ว
ในอัตราของไฮโดรเจน 400 ปอนด์ต่อนาที
และฮีเลียมเกือบ 7 ปอนด์ต่อนาที
แล้วมันเป็นอย่างไรล่ะ
ย้อนกลับไปในยุค '80
พวกเราได้ถ่ายภาพโลก
ในรังสีอัลตร้าไวโอเล็ต
ด้วยยานไดนามิคเอ็กพลอเรอร์ของนาซ่า
และภาพของโลกสองภาพนี้
แสดงให้เห็นถึงการเพิ่มขึ้น ของการหลุดหายไปของไฮโดรเจน
ด้วยสีแดง
และเรายังเห็นสิ่งอื่น ๆ อย่างเช่น ออกซิเจน หรือ ไนโตรเจน
ตรงรัศมีสีขาว
ในวงกลมนี้แสดงให้เห็นถึงแสงออโรร่า
และเห็นเป็นปอย ๆ แถว ๆ เขตร้อน
สรุปแล้ว ภาพนี้ได้แสดงให้เราเห็นว่า
ชั้นบรรยากาศของเรา ไม่ได้ถูกดึงเอาไว้เพียงอย่างเดียว
แต่จริง ๆ แล้ว มันกระจายออกไปยังอวกาศด้วย
ฉันจะเพิ่มให้ว่า ในระดับที่ควรกังวล
แต่โลกไม่ได้เป็นดาวเคราะห์ดวงเดียว ที่ชั้นบรรยากาศหลุดลอยออไป
ดาวอังคาร เพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุด มีขนาดเล็กกว่าโลกมาก
จึงมีแรงโน้มถ่วง ที่จะดึงชั้นบรรยากาศเอาไว้ได้น้อยกว่า
ถึงอย่างนั้น ดาวอังคารก็มีชั้นบรรยากาศ
เราจะเห็นเส้นที่บางกว่าของโลกมาก
ลองดูที่พื้นผิวสิคะ
เราจะเห็นหลุมบ่อ ซึ่งแสดงให้เห็นว่า ชั้นบรรยากาศของมัน
บางเกินกว่าจะหยุดยั้งการปะทะ
เราจะเห็นว่านี่คือ "ดาวแดง"
ซึ่งก็เป็นผลมาจาก การหลุดของชั้นบรรยากาศ
ทำให้ดาวอังคารมีสีแดง
เพราะคิดว่าในอดีต ดาวอังคารเคยมีน้ำมาก่อน
และเมื่อน้ำมีพลังงานมากพอ มันจะกลายเป็นไฮโดรเจนและออกซิเจน
ไฮโดรเจนเบาจนสามารถลอยขึ้นสู่อวกาศ
ทิ้งไว้แต่เพียงออกซิเจน
เผาผลาญตัวเองและตกลงสู่พื้นดิน
ทำให้เกิดสีแดงคล้าย ๆ สนิม แบบที่เราเห็นกัน
เราสามารถมองภาพของดาวอังคาร
และบอกว่าอาจมีการหลุดของชั้นบรรยากาศ
แต่นาซ่ากำลังค้นคว้า และขณะนี้ ได้ส่งดาวเทียมมาเวนไปยังดาวอังคาร
งานของมันคือการศึกษา เกี่ยวกับการหลุดของชั้นบรรยากาศ
และยานโวลาไทล์อีโวลูชั่น เพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศ
มันได้ส่งผลมาเป็นภาพ ซึ่งดูแล้วคล้ายคลึงกับ
สิ่งที่กำลังเกิดขึ้นบนโลกของเรา
เรารู้มานานแล้วว่าดาวอังคาร สูญเสียชั้นบรรยากาศ
แต่เรามีภาพที่น่าประหลาดใจกว่า
นี่คือตัวอย่างค่ะ คุณจะเห็นในวงกลมสีแดง
มันคือขนาดของดาวอังคาร
ส่วนสีน้ำเงินคือไฮโดรเจน ที่หลุดลอยออกไปยังอวกาศ
มันมีขนาดมากกว่าสิบเท่าของดาวเคราะห์
หลุดออกไปไกลจนไม่สามารถ ดึงกลับมายังดาวเคราะห์ได้อีก
มันหลุดออกในอวกาศ
ภาพนี้ช่วยยืนยันความคิดของเรา
ที่ว่าดาวอังคารเป็นสีแดง เพราะสูญเสียไฮโดรเจน
แต่ไฮโดรเจน ไม่ได้เป็นก๊าซชนิดเดียวที่เสียไป
ฉันกำลังพูดถึงฮีเลียมบนโลก ออกซิเจน และไนโตรเจน
และภาพจากมาเวน เราจะเห็นว่าออกซิเจน ก็กำลังหลุดออกไปจากดาวอังคาร
อย่างที่คุณเห็น เพราะว่าออกซิเจนมีน้ำหนักมากกว่า
มันจึงหลุดออกไปได้ไม่ไกลเท่าไฮโดรเจน
แต่ก็ยังหลุดออกไปจากดาวเคราะห์อยู่ดี
คุณจะไม่เห็นมันรวมตัวกัน อยู่เพียงในวงกลมสีแดง
ความจริงที่ว่าเราไม่ได้เห็นเพียง การหลุดของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์
แต่เรายังเห็นสิ่งอื่น ๆ และส่งยานสำรวจออกไป
เพื่อให้เราเรียนรู้เกี่ยวกับ อดีตของดาวเคราะห์
ลักษณะทั่วไปของดาวเคราะห์
และอนาคตของโลก
ดังนั้น ทางเดียวที่จะทำให้เราเห็นอนาคต
คือการเรียนรู้จากดาวเคราะห์ ที่อยู่ห่างไกลและมองไม่เห็น
ก่อนจะไปถึงตรงนั้น ฉันควรอธิบายเพิ่มสักเล็กน้อย
ฉันไม่ได้กำลังให้คุณดูภาพแบบนี้ของพลูโต
อาจจะผิดหวังกันนิดหน่อย
เพราะเรายังไม่มีรูปแบบนี้ของมัน
แต่ตอนนี้ ภารกิจของนิวฮอไรซอน ก็กำลังศึกษาการหลุดของชั้นบรรยากาศ
ที่หายไปจากดาวพลูโต
รอติดตามความคืบหน้ากันนะคะ
แต่ดาวเคราะห์ที่ฉันอยากจะพูดถึง
คือดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์
ดาวเคราะห์ทุกดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ ซึ่งไม่ใช่ดวงอาทิตย์ของเรา
เราเรียกมันว่าดาวเคราะห์นอกระบบ
และดาวเคราะห์ที่เรียกว่า ดาวเคราะโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์
มีคุณสมบัติพิเศษ
คือถ้ามองดวงดาวที่อยู่ตรงกลางนี้
คุณจะเห็นว่ามันกำลังกะพริบ
และเหตุผลที่มันกะพริบ
ก็เพราะว่ามันมีดาวเคราะห์ ที่โคจรผ่านในตอนนั้นพอดี
และมันสอดคล้องกับการบอกว่า
ดาวเคราะห์เหล่านี้ไปบดบังแสงจากดาวฤกษ์
ซึ่งทำให้เราเห็นแสงกะพริบ
และด้วยการสำรวจดาวฤกษ์บนท้องฟ้า ตอนกลางคืน
ด้วยจังหวะการกะพริบ
มันก็เลยทำให้เราค้นพบดาวเคราะห์
นี่คือวิธีที่เราใช้ตรวจจับดาวเคราะห์ มากกว่า 5,000 ดวง
ในกาแลกซี่ทางช้างเผือก
และเรารู้ว่ามันยังมีมากกว่านั้น อย่างที่ฉันบอก
ดังนั้น เมื่อเรามองไปยังแสงของ ดาวฤกษ์เหล่านี้
อย่างที่ฉันบอก เราไม่ได้เห็นเพียงแค่ดาวเคราะห์เท่านั้น
จริง ๆ เรายังเห็นความสลัวของแสง
ซึ่งเราได้ทำการบันทึกไว้
ดังนั้น แสงของมันลดลงเมื่อมีดาวเคราะห์ โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์
และการกะพริบที่คุณได้เห็นก่อนหน้านี้
เราไม่ได้ตรวจจับได้เพียงดาวเคราะห์
แต่เรายังเห็นแสงในความยาวคลื่น ที่แตกต่างกัน
ฉันเคยบอกว่าเรามองโลกและดาวอังคาร ผ่านแสงอัลตร้าไวโอเล็ต
หากเรามองดาวเคราะห์โคจรผ่านดาวฤกษ์ ผ่านกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
เราเห็นมันในแสงอัลตร้าไวโอเล็ต
เราจะเห็นการกะพริบที่แรงกว่า ซึ่งบดบังแสงจากดาวฤกษ์มากกว่า
เมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้า
เราจึงคิดว่า เพราะมันมีชั้นบรรยากาศ ของก๊าซไฮโดรเจนที่แผ่ออกไปไกล
ปกคลุมดาวเคราะห์นั้น
ซึ่งทำให้มันดูพองกว่า
ทำให้มันบดบังแสงของดาวฤกษ์ มากกว่าที่คุณเห็น
ด้วยวิธีการนี้ เราสามารถที่จะค้นพบ
ดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรผ่าน และกำลังสูญเสียชั้นบรรยากาศของตัวเอง
เราเรียกดาวเคราะห์พวกนี้ "ดาวพฤหัสบดีร้อน"
สำหรับบางอย่างที่เราค้นพบ
พวกมันเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ เหมือนดาวพฤหัสบดี
แต่มันอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มาก ๆ
ใกล้กว่าดาวพฤหัสบดีประมาณร้อยเท่า
และพวกมันยังมีก๊าซที่มีน้ำหนักเบา ซึ่งพร้อมจะหลุดออกไป
และด้วยความร้อนจากดาวฤกษ์
คุณก็จะได้อัตราความรุนแรง ของการหลุดของชั้นบรรยากาศ
ไม่เหมือนกับที่เราสูญเสีย ไฮโดรเจน 400 ปอนด์ไปจากโลก
ดาวเคราะห์เหล่านี้
สูญเสียไฮโดรเจน 1.3 พันล้านปอนด์ต่อนาที
คุณอาจจะคิดว่า มันทำให้ดาวเคราะห์นั้น ใกล้จะดับหรือเปล่า
นี่คือคำถามที่หลายคนสงสัย
เมื่อพวกเรามองมายังระบบสุริยะ
ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ เป็นดาวเคราะห์หิน
ส่วนดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไป และใหญ่กว่า เป็นดาวเคราะห์ก๊าซ
เรามาเริ่มกันที่ดาวพฤหัสบดี
ซึ่งอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์
และก๊าซกำลังหลุดหายไปหรือเปล่า
ทีนี้ เรากลับไปคิดถึงดาวพฤหัสบดีร้อน
ซึ่งมันจะไม่จบด้วยการเป็นโลก หรือดาวพุธ
แต่ถ้าคุณเริ่มต้นด้วยอะไรที่เล็กกว่า
มันก็เป็นไปได้ว่าก๊าซจำนวนหนึ่ง จะหลุดหายออกไป
ซึ่งมีผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญ
และก็จะเหลือเพียงสิ่งที่แตกต่างกันมาก ๆ กับจุดเริ่มต้น
ทั้งหมดนี้เป็นเรื่องปกติค่ะ
แล้วเราก็กลับมาคิดถึงระบบสุริยะของเรา
เราจะทำอย่างไรกับโลกของเราดี
ในอนาคตอันไกลโพ้น
ดวงอาทิตย์จะเริ่มสว่างขึ้น
และการเกิดสิ่งนั้น
ความร้อนที่ออกมาจากดวงอาทิตย์ ก็จะเข้มข้นขึ้นมาก
ในทางเดียวกับที่คุณเห็น ก๊าซหลุดออกจากดาวพฤหัสบดีร้อน
มันก็จะหลุดออกจากโลกแบบเดียวกัน
ดังนั้น เมื่อเราต้องรอดู
หรืออย่างน้อยเตรียมตัวตั้งรับ
คือความจริงที่ว่าในอนาคตอันไกล
โลกจะมีหน้าตาคล้ายกับดาวอังคาร
ไฮโดรเจนที่แตกตัวออกจากน้ำ
จะลอยหายไปในอวกาศอย่างรวดเร็ว
เราจะเหลือแต่ดาวเคราะห์สีแดงที่แห้งแล้ง
แต่ไม่ต้องกลัวนะคะ ไม่ใช่ 2-3 พันล้านปีนี้หรอก
ยังมีเวลาให้เตรียมตัว
(เสียงหัวเราะ)
แต่ฉันอยากให้พวกคุณ ตื่นตัวกับสิ่งที่จะเกิดขึ้น
ไม่ใช่เฉพาะในอนาคต
ตอนที่เราพูดกันนี้ ก็มีชั้นบรรยากาศหลุดหายออกไป
คุณได้ยินเรื่องเรื่องวิทยาศาสตร์น่าทึ่ง ที่เกิดขึ้นในอวกาศมามาก
มันมีดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลออกไป
และเรากำลังศึกษาดาวเคราะห์เหล่านั้น เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับโลก
เหมือนกับที่เราศึกษาดาวอังคาร หรือดาวเคราะห์นอกระบบอย่างดาวพฤหัสบดีร้อน
เราค้นพบการหลุดของชั้นบรรยากาศ
และมันก็บอกเราหลาย ๆ อย่าง เกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลก
หากยังคิดว่าอวกาศเป็นเรื่องไกลตัว อยากให้ลองคิดใหม่นะคะ
ขอบคุณค่ะ
(เสียงปรบมือ)