“อุกกาบาตเพชร” ความหวังใหม่ จากทรัพยากรนอกโลก

ระบบสุริยะของเราไม่ได้มีดาวเคราะห์แค่ 8 ดวงเท่าที่เรารู้จักในปัจจุบัน นั่นคือดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก นับเรื่อยไปจนถึงดาวยูเรนัส และเนปจูน แต่ในอดีตเมื่อระบบสุริยะแรกเริ่มก่อตัวขึ้นใหม่ๆนั้น ดวงอาทิตย์ของเรามีดาวเคราห์ะบริวารจำนวนมากมายหลายสิบดวงโคจรอยู่เป็นบริวาร  ซึ่งล่าสุดเรามีหลักฐานยืนยันการมีอยู่และแตกดับของดาวเคราห์ะโบราณเหล่านั้นแล้ว

ดาวเคราะห์โบราณเหล่านั้นหายไปไหน?

ในช่วง 10 ล้านปีแรกที่ระบบดาวเริ่มก่อตัวนั้น เหล่าดาวเคราะห์อายุน้อยที่กำเนิดขึ้นมาจำนวนมากได้พุ่งเข้าชนกันนับครั้งไม่ถ้วนด้วยผลจากแรงโน้มถ่วง และการพยายามรักษาความเร็วเชิงมุมของจานฝุ่นที่โคจรอยู่รอบดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์หลายดวงกระเด็นหลุดออกไปนอกระบบสุริยะ หลายดวงรวมตัวกันขึ้นเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ขึ้น  และดาวเคราะห์อีกหลายดวงก็ได้เกิดการชนกันจนแตกกระจายกลายเป็นเศษสะเก็ดดาวและดาวเคราะห์น้อยจำนวนมาก ดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้เองที่ได้เดินทางมาหาเราในยุคนี้ในรูปแบบของดาวตกและอุกกาบาต ทิ้งหลักฐานไว้ให้เราสืบค้นย้อนกลับไปในอดีต

การชนกันของดาวเคระห์ยุคแรกๆ เครดิต NASA

ที่มาของเพชร

ดาวเคราห์ะโบราณอย่างน้อย 2 ดวงที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวพุธแต่เล็กกว่าดาวอังคาร มีแรงกดดันภายในเนื้อดาวราว 20 กิกกะปาสคาล ได้พุ่งเข้นชนกัน แรงกดดันระดับนี้จะทำให้แร่แกรไฟต์ในเนื้อดาวกลายสภาพเป็นเพขร เมื่อเศษซากของดาวเคราห์ะแตกกระจายจากแรงชนกัน ก็กลายเป็นดาวเคราะห์น้อยและสะเก็ดดาว  องค์ประกอบของดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้จึงมีลักษณะเป็นแร่ Ureilite ซึ่งมาจากการรวมกันของ แร่ไพโรซีน โอลิวีน แกรไฟต์ และเพชร โคจรไปในอวกาศ และในที่สุดวันหนึ่ง ดาวเคราะห์น้อยประเภทนี้ก็ตกเข้ามาในบรรยากาศโลก กลายเป็นอุกกาบาตที่มีเพชรอยู่ภายใน

(รูป ปีเตอร์ เจนนิสเกนส์ จากสถาบันเซติ กับอุกกาต  Almahata Sitta  ที่พบในทะเลทรายนูเบียน เครดิตภาพ NASA Ames Research Center/SETI/Peter Jenniskens)

ตามหาอุกกาบาต

เมื่อวันที่ 7 ตุลาคม 2008 ดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กราว 4 เมตร หนัก 80 ตัน ในชื่อ 2008TC₃ ได้ตกเข้ามาในบรรยากาศโลก ด้วยความเร็ว 12.8 กิโลเมตรต่อวินาที ภายใต้การจับตามองของนักดาราศาสาตร์จำนวนมาก ถือเป็นครั้งแรกที่สามารถติดตามเส้นทางของดาวเคราะห์น้อย ตั้งแต่อวกาศถึงผิวโลกได้ครบสมบูรณ์

หลังเกิดการลุกไหม้จากความร้อนขณะเกิดการเสียดสีในชั้นบรรยากาศโลกจนกลายเป็นดาวตกสว่างสไว ดาวเคราะห์น้อย 2008TC₃ ก็ระเบิดเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อย  ที่ความสูงจากผิวโลก 37 กิโลเมตร แตกกระจายกลายเป็นอุกกาบาตจำนวนมากมายตกลงในทะเลทรายนูเบียน ทางเหนือของประเทศซูดาน กินเพื้นที่เป็นบริเวณกว้างถึง  28 x 5 ตารางกิโลเมตร

จากการค้นหาโดยเจ้าหน้าที่จากมหาวิทยาลัยคาร์ทูม และสถาบันเซติ ตลอดเดือนธันวาคมปีเดียวกัน จนถึงเดือนกุมภาพันธ์ปีถัดมา (2009) ได้พบชิ้นส่วนอุกกาบาตขนาดตั้งแต่ 1 -10 เซ็นติเมตรทั้งสิ้น 47  ชิ้น  น้ำหนักรวม 3.95 กิโลกรัม และได้ตั้งชื่ออุกกาบาตเหล่านี้ว่า  Almahata Sitta  (มีที่มาจากคำว่า "สถานีที่ 6" ในภาษาอารบิก ซึ่งเป็นขื่อสถานีรถไฟ ที่ตั้งอยู่ระหว่างกรุงคาร์ทูมเมืองหลวงของซูดาน และเมืองวาดี ฮัฟฟา ใกล้จุดตกของอุกกาบาต)

(ภาพขยายด้วยวิธี High Angle Annular Dark Field (HAADF) Scanning Transmission Electron Microscopy (STEM)  แสดงให้เห็นส่วนที่เป็นเพชรและสายแร่แกรไฟต์ในอุกกาบาต)

วิเคราะห์อุกกาบาต

หลังนำหนึ่งในชิ้นส่วนของอุกกาบาต Almahata Sitta หมายเลข MS-170 มาวิเคราะห์ ทีมวิจัยก็ได้พบว่ามีส่วนประกอบหลักเป็นหินแร่โอลิวีน ที่มีเพชรและกราฟีนแทรกตัวอยู่ในโครงสร้างของหินแร่ 

ซึ่งการมีอยู่ของเพชรในลักษณะนี้มีความโดดเด่นเฉพาะตัว เช่นมีการฟอร์มตัวเป็นผลึกเพียงบางบริเวณ (sub-euhedral) และมีขนาดของเกรนที่ค่อนข้างใหญ่ (40-100μm) ผลึกเพชรเหล่านี้ก่อตัวแทรกอยู่ตามช่องว่าของแร่โอลิวีนในอุกกาบาต โดยในหินแร่โอลิวีนพบว่าเพชรดังกล่าวมีการแตกออกเป็นชิ้นเล็กๆกระจัดกระจาย  แต่เมื่อทำการศึกษาย้อนกลับไปทำให้พบว่าเพชรที่กระจัดกระจายอยู่นั้นเคยรวมกันเป็นผลึกขนาดใหญ่มาก่อน  เนื่องจากลักษณะโครงสร้างผลึกของเพชรที่กระจายตัวมีความคล้ายคลึงกัน ซึ่งนั่นหมายความว่าในอุกกาบาต Almahata Sitta เคยมีผลึกของเพชรขนาดใหญ่อยู่ในนั้น นอกจากนั้นแล้วยังพบองค์ประกอบของไฮโดรเจน ไนโตรเจน และออกซิเจนปะปนอยู่ในผลึกของเพชรด้วย นั่นหมายความว่าในการเกิดขึ้นของผลึกเพชรที่พบใน Almahata Sitta  จะต้องเกิดขึ้นมาในบริเวณที่มีองค์ประกอบของธาตุเหล่านั้นอยู่  ซึ่งไม่ใช่การเกิดขึ้นเองในอวกาศอย่างแน่นอน เนื่องจากองค์ประกอบที่พบในเพชรที่อยู่ในอุกกาบาตนั้นคล้ายคลึงกับเพชรที่เกิดขึ้นจากความกดดันสูง

มากในชั้นหินหนืดหลอมเหลวในโลกของเรา เป็นหลักฐานยืนยันต้นกำเนิดอุกกาบาตย้อนกลับไปเป็นดาวเคราะห์น้อยว่ามาจากการชนกันของ

ดาวเคราะห์โบราณขนาดกลาง 2 ดวงขึ้นไป ซึ่งปัจจุบันไม่ปรากฏดาวเคราะห์เหล่านี้ให้เห็นแล้ว

บทสรุป

การค้นพบนี้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวาดภาพระบบสุริยะในยุคเริ่มต้นขึ้นมาได้ ว่ามีความปั่นปวนวุ่นวายมีการชนกันของดาวเคราะห์ยุคโบราณอยู่เรื่อยๆ จนหลายดวงหายไปเหลือเท่าที่เห็นในปัจจุบัน เพชรในอุกกาบาตยืนยันต้นกำเนิดว่ามาจากความกดดันภายในดาวเคราะห์ขนาดกลางที่ปัจจุบันนี้ไม่มีให้เห็นแล้ว และยังยืนยันได้ว่ามีทรัพยากรทางแร่ธาตุมากมายนอกโลกใบนี้ รอวันหนึ่งมนุษย์ในอนาคตจะเดินทางออกไปหาทางนำกลับมาใช้งาน

อ้างอิง

https://www.lpi.usra.edu/meteor/metbull.php?code=48915

https://www.nature.com/articles/s41467-018-03808-6

โดย Mr.Vop