“ Goldilocks ” โซนอยู่อาศัยของดวงดาวชนิดต่างๆ

คำว่า “โกลดิล็อกส์” หรือ Goldilocks นี้ มาจากนิทานเก่าแก่ของอังกฤษที่มีชื่อเรื่องว่า The story of Goldilocks and three bears หรือ หนูน้อย Goldilocks กับหมี 3 ตัว  โดย Goldilocks เป็นชื่อของเด็กหญิงผมทองที่เป็นผู้รู้จักถึงความพอดี  เรื่องย่อของนิทานเรื่องนี้มีอยู่ว่า

วันหนึ่งหนูน้อย Goldilocks เข้าไปในป่า เจอกระท่อมไม้แห่งหนึ่งซึ่งประตูเปิดแง้มเอาไว้ เป็นบ้านของครอบครัวหมี 3 ตัว แต่หมีทั้ง 3 ไม่อยู่บ้าน
เด็กน้อยเห็นจานอาหาร 3 จานบนโต๊ะอาหาร เมื่อชิมอาหารในจานของพ่อหมีก็พบว่าร้อนเกินไป ไปชิมจานของแม่หมีก็พบกว่าเย็นเกินไป จึงทานอาหารในจานของลูกหมีซึ่งอุ่นกำลังพอดี พออิ่มแล้วหนูน้อย Goldilocks ก็จัดแจงทำความสะอาดกระท่อมหมีเป็นการตอบแทน

แต่เมื่อทำงานจนเหนื่อยเริ่มง่วง หนูน้อยจึงไปหาเตียงนอน โดยตัดสินใจนอนบนเตียงของแม่หมี เพราะเตียงของพ่อหมีใหญ่เกินไป ในขณะที่เตียงของลูกหมีก็เล็กเกินไป เนื้อหาของนิทานบอกถึงการปรับตัวของหนูน้อย Goldilocks ที่จะค้นหาสิ่งที่เหมาะสมกับตัวเองเป็นสิ่งแวดล้อมที่พอเหมาะพอดี

ในทางดาราศาสตร์ Goldilocks Zone จึงหมายถึงโซนของดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ศูนย์กลางระบบพอเหมาะพอดี ไม่ไกลเกินไปจนเกิดความหนาวเย็นและไม่ใกล้เกินไปจนเกิดความร้อนระอุ ทำให้น้ำบนผิวดาวเคราะห์ยังอยู่ในสถานะของของเหลวที่ไหลไปมาได้ หมายถึงสามารถเกิดแม่น้ำและทะเลได้  Goldilocks Zone จึงมีขนาดแตกต่างกันไปตามลักษณะของดาวฤกษ์ศูนย์กลางระบบ โดยสามารแยกออกเป็น 3 แบบใหญ่ๆ ดังนี้



(ประเภทดาว (Star) ที่มีอยู่เป็นจำนวนมากในจักรวาลแต่ละกาแล็คซี่มีมากถึง 90% ของจำนวนทั้งหมด ทั่วไปจะมีมวลเพียง 60 % ของดาวทั่วไป จัดเป็น ประเภทดาวตามลำดับชั้นของดาวสามัญ (Main Sequence Star) โดยจะจัดอยู่ในกลุ่มดาวประเภท K (ดาวแคระสีส้มแคระ) และกลุ่มดาวประเภท M (ดาวแคระสีแดง) และดวงอาทิตย์ (Sun) เป็นกลุ่มดาวประเภท G (Yellow Dwarf Star) คือ ดาวแคระสีเหลือง)
 

1 ดาวฤกษ์ศูนย์กลางระบบชนิด M หรือดาวแคระแดง 
- จะมีขนาดของ Goldilocks Zone เล็กและแคบ เนื่องจากดาวแคระแดงมีความร้อนต่ำ ระยะที่เหมาะสมจึงมีรัศมีไม่ไกล เพราะหากไกลออกไปนิดเดียว      ความหนาวเย็นก็จะมาถึงทันที ดาวฤกษ์ชนิดนี้มีอายุยืนมาก เฉลี่ยแล้วอาจถึงแสนล้านปี มีการแผ่รังสีเอ็กซ์รุนแรงกว่าดาวฤกษ์ชนิดอื่น แรงกว่าดวงอาทิตย์  ของเราถึง 400 เท่า โอกาสพบสิ่งมีชีวิตจึงค่อนข้างต่ำ แม้จักรวาลจะมีดาวฤกษ์ดาวแคระแดงเป็นสมาชิกอยู่ถึง 73% ของดาวฤกษ์ชนิดต่างๆก็ตาม

2 ดาวฤกษ์ศูนย์กลางระบบชนิด K เป็นดาวฤกษ์อายุยืนปานกลาง 
- มีความร้อนปานกลาง ขนาดของ Goldilocks Zone จึงปานกลางเช่นเดียวกัน ข้อเสียก็ยังคงเป็นการแผ่รังสีเอ็กซ์ที่แรงกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 25 เท่า โอกาสพบสิ่งมีชีวิตอาจมีได้หากรูปแบบชีวิตนั้นๆสามารถทนต่อรังสีระดับนี้ได้ ทั่วจักรวาลมีดาวฤกษ์ชนิด K เป็นสมาชิกอยู่ราว 13% อายุยืนประมาณ 4 หมื่นล้านปี
3 ดาวฤกษ์ศูนย์กลางระบบชนิด G หรือดาวแคระเหลือง 
- นี่คือดาวฤกษ์ขนิดเดียวกันกับดวงอาทิตย์ของเรา มีขนาดของ Goldilocks Zone กว้างที่สุด และแผ่รังสีเอ็กซ์ออกมาน้อยสุด โอกาสพบสิ่งมีชีวิตจึงสูงที่สุด ข้อด้อยคือดาวแคะเหลืองนั่นมีอายุไม่ยืนยาว คือราว 1 หมื่นล้านปีเท่านั้น แถมยังมีจำนวนน้อย ทั่วจักรวาลมีอยู่ราว 6% เท่านั้น

การสำรวจหาดาวเคราะห์ต่างๆในทุกวันนี้ยังคงดำเนินไปด้วยการพิจาณาขนาดของโซน “โกลดิล็อกส์”หรือ Goldilocks Zone อยู่ตลอดว่า ดาวเคราะห์ดวงใหม่ๆที่พบอยู่ในโซนแห่งชีวิตนี้หรือไม่ ซึ่งที่ผ่านมาก็พบดาวเคราะห์ในโซนแห่งชีวิตมากขึ้นเรื่อยๆ และหากพยายามไปโดยไม่หยุดหย่อน สักวันเราอาจมีเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสูงพอสำรวจดาวเคราะห์เหล่านี้จากระยะไกลจนอาจได้พบสิ่งที่ต้องการค้นหาว่า ทั่วจักวาลอันไพศาลนี้ มีโลกเราเป็นดาวเคราะห์ที่มีสิ่งมีชีวิตอยู่เพียงดวงเดียวจริงหรือ

Habitable Zone “Circumstellar Habitable Zone” (CHZ) หรือเรียกว่า  “Goldilocks Zone” ถูกกำหนดให้เป็นพื้นที่ของอวกาศในระยะทางที่เหมาะสมจากดาวฤกษ์ ซึ่งน้ำในรูปของเหลวสามารถมีอยู่บนพื้นผิวของดาวเคราะห์ได้ นั่นคือระหว่าง 32 องศา F (0 องศา C) เมื่อน้ำแข็งตัวและ 212 องศา F (100 องศา C) เมื่อน้ำกลายเป็นก๊าซ ดังนั้นที่ขอบด้านนอกของเขตที่อยู่อาศัยซึ่งใกล้กับดวงอาทิตย์มากที่สุดน้ำจะเดือดออกไปในขณะที่ขอบด้านนอกที่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุดน้ำจะแข็งตัว ซึ่งน้ำเหลวเป็นกุญแจสำคัญ หากไม่มีน้ำเหลวก็ไม่มีชีวิต

ในทางดาราศาสตร์ หมายถึง ย่านหนึ่งในอวกาศที่ซึ่งดาวเคราะห์คล้ายโลกสามารถดำรงน้ำในสถานะของเหลวได้บนพื้นผิวและสามารถมีสิ่งมีชีวิตคล้ายกับสิ่งมีชีวิตบนโลก เขตอาศัยได้เป็นจุดตัดกันระหว่างสองเขตที่ต่างก็เอื้อต่อการให้กำเนิดชีวิต คือ 1. ภายในระบบดาวเคราะห์ 2. ภายในดาราจักร

ดาวเคราะห์และดวงจันทร์บริวารของมันที่อยู่ในเขตนี้ มีโอกาสมากที่จะเป็นแหล่งอยู่อาศัยของมนุษย์ได้ จึงมีความเป็นไปได้ที่จะมีสิ่งมีชีวิตต่างดาวที่มีลักษณะคล้ายคลึงกับโลกอยู่ที่นั่น

เขตอาศัยได้ กับ ดาวเคราะห์ที่อยู่อาศัยได้ (planetary habitability) ต่างกันอย่างไร ดาวเคราะห์ที่อยู่อาศัยได้นี้จะคำนึงถึงเงื่อนไขต่างๆ ของดาวเคราะห์ที่จำเป็นในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่มีคาร์บอนเป็นพื้นฐาน (carbon-based life) ขณะที่ เขตอาศัยได้ คำนึงถึงเงื่อนไขเกี่ยวกับดาวฤกษ์ซึ่งส่งอิทธิพลต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่มีคาร์บอนเป็นพื้นฐาน

ที่มา wikipedia ,narit
Cr.ภาพจาก  NASAESA, Z. Levy (STScI)
เรียบเรียงโดย @MrVop