ภาพแสดงดาวเคราะห์น้อยขนาดยักษ์ชนกับโลกบนคาบสมุทรยูคาทานเมื่อ 66 ล้านปีก่อน
(Cr.ภาพ: MARK GARLICK/SCIENCE PHOTO LIBRARY via Getty Images)
เมื่อปี 2007 ทีมนักวิจัยของสหรัฐและเช็กได้ตีพิมพ์บทความบอกว่า "The Impactor" ตัวกระแทกซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้อยที่เชื่อกันว่าได้ทำลายล้างไดโนเสาร์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ บนโลกเมื่อประมาณ 65 ล้านปีก่อน เป็นส่วนหนึ่งของกลุ่มดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ที่เกิดจากการชนกันครั้งใหญ่ ระหว่างสองร่างที่มีมวลมากเป็นพิเศษ นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ดาวเคราะห์น้อยที่ชนกันทั้งสองนี้อาศัยอยู่ในบริเวณด้านในสุดของแถบดาวเคราะห์น้อยระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี
มันถูกเรียกว่า " parent " ของดาวเคราะห์น้อยที่ฆ่าไดโนเสาร์ในชื่อ " Baptistina " ผลกระทบนี้ไม่เพียงการสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์เท่านั้น แต่ยังรวมถึงประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์ของสัตว์ทั้งหมดในขณะนั้น และยังสร้างหลุมอุกกาบาต Chicxulub กว้าง 180 กม.ใต้คาบสมุทรยูคาทานของเม็กซิโก จนได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นการสิ้นสุดยุค Mesozoic ในขณะที่นักวิจัยพยายามค้นหาว่าดาวเคราะห์น้อยนี้มีต้นกำเนิดมาจากที่ไหน
ข้อมูลจากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์แบบใหม่ที่ดำเนินการโดยทีมงานร่วมระหว่างสหรัฐฯ กับเช็กจากสถาบัน Southwest Research Institute (SwRI) และมหาวิทยาลัย Charles ในกรุงปราก ในเวลานั้นระบุว่า เมื่อ 160 ล้านปีก่อน " Baptistina " เป็นดาวเคราะห์น้อยขนาดมหึมาที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณ 170 กม. ถูกดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางอย่างน้อย 60 กม. พุ่งชน
ผลจากการปะทะกัน ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่สองดวงได้สลายตัวเป็นดาวเคราะห์น้อยขนาดเล็กหลายร้อยดวงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางมากกว่า 10 กม. และประมาณ 140,000 ดวงที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางกว่า 1 กม. ซึ่งบางชิ้นลอยเข้าสู่เส้นทางการชนกับโลก จนกระทั่งทำลายล้างไดโนเสาร์ ขุดหลุมอุกกาบาต Chicxulub แรงกระแทกยังส่งผลถึงดวงจันทร์โดยสร้างหลุมอุกกาบาต Tycho ขนาดยักษ์
Baptistina เป็นชื่อหนึ่งในตระกูลดาวเคราะห์น้อยที่อายุน้อยที่สุดใน asteroid belt
(กลุ่มดาวเคราะห์น้อยที่มีลักษณะการโคจรเหมือนกัน และมักได้รับการตั้งชื่อตามสมาชิกที่โดดเด่นที่สุด)
ในภาพคือ 298 Baptistina (กลาง) หนึ่งในซากที่เหลืออยู่ที่ใหญ่ที่สุดของตระกูล Baptistina
ต่อมาในปี 2011 สมมติฐานของนักวิทยาศาสตร์ที่ว่า ดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ได้ชนเข้ากับโลกและมีส่วนทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์เป็นส่วนหนึ่งของ Baptistina นั้น จากการสังเกตการณ์โดย Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) ของ NASA ทำให้มีการคิดใหม่เกี่ยวกับทฤษฎีนี้อีกครั้ง เพราะพบปัญหาเกี่ยวกับระยะเวลาของทฤษฎี Baptistina
(WISE คือโปรแกรมสำรวจอินฟราเรดแบบสำรวจมุมกว้างของ NASA ซึ่งเป็นโปรแกรมที่ใช้อินฟราเรดเพื่อกำหนดอายุของสิ่งของในอวกาศ ผลลัพธ์ทำให้เกิดคำถามใหม่เกี่ยวกับช่วงเวลาของ Baptistina)
เป็นเวลากว่าหนึ่งปีที่ WISE ได้ทำการสำรวจด้วยอินฟราเรดของท้องฟ้าทั้งหมดในภารกิจล่าดาวเคราะห์น้อยที่เรียกว่า NEOWISE ซึ่งรวบรวมสมาชิกได้ 157,000 ดวง รวมที่ค้นพบเพิ่มอีก 33,000 ดวง ด้วยการใช้ข้อมูลอินฟราเรดที่แม่นยำยิ่งขึ้น ทีมงานได้ตรวจพบสมาชิกในครอบครัว Baptistina1,056 ดวง จากการล่มสลายเกิดขึ้นเมื่อ 80 ล้านปีก่อน (ครึ่งหนึ่งของอายุที่เสนอในตอนแรก 160 ล้านปี หมายความว่าส่วนที่เหลือเพียง 15 ล้านปีเป็นเวลาในการถูกเหวี่ยงลงสู่พื้นโลกเพื่อทำให้ไดโนเสาร์สูญพันธุ์)
ด้วยการรู้ขนาดและการสะท้อนแสงได้ดี นักวิจัยสามารถคำนวณได้ว่าต้องใช้เวลานานแค่ไหนกว่าที่สมาชิก Baptistina 1,056 ดวงนี้ จะไปถึงตำแหน่งปัจจุบันที่ WISE พบได้ และผลปรากฏว่าตามลำดับที่ถูกต้องสำหรับดาวเคราะห์น้อยดวงนี้ที่ทำให้เกิดเหตุการณ์ระดับการสูญพันธุ์ มันจะต้องกระทบโลกเร็วกว่านี้มาก นั่นหมายความว่าไม่น่าจะมีเหตุการณ์ Baptistina ฆ่าไดโนเสาร์ในเวลาข้างต้นได้ ทำให้เรื่องนี้กลายเป็นปริศนาที่ยิ่งใหญ่ที่สุดอีกครั้ง
วันนี้หลุมอุกกาบาตถูกฝังอยู่ใต้อ่าวเม็กซิโก Cr.ภาพ NASA
นับตั้งแต่มีการนำเสนอสถานการณ์ดังกล่าว หลักฐานก็พัฒนาขึ้นว่ากลุ่มดาวเคราะห์น้อยที่เรียกว่า Baptistina ไม่ใช่ฝ่ายที่รับผิดชอบ ทำให้ Baptistina อาจถูกตัดออกไปในที่สุด นอกจากผลลัพธ์ของ Baptistina แล้ว ผลการศึกษาของ NEOWISE ยังแสดงให้เห็นว่ากลุ่มดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักหลายกลุ่มมีคุณสมบัติสะท้อนแสงที่คล้ายคลึงกัน และหนึ่งในนั้นอาจเป็นผู้ที่รับผิดชอบการทำลายล้างนี้แทน โดยทีมวิจัยหวังว่าจะใช้ข้อมูล NEOWISE เพื่อแยกครอบครัวที่ทับซ้อนกันและติดตามประวัติของพวกมันต่อไป
อย่างไรก็ตาม จนถึงตอนนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังคงคิดว่าผลกระทบทั้งหมดเกิดจากวัตถุขนาดยักษ์จากส่วนปลายสุดของแถบดาวเคราะห์น้อยหลักของระบบสุริยะ ซึ่งตั้งอยู่ระหว่างดาวอังคารและดาวพฤหัสบดี ที่เป็นที่ตั้งของดาวเคราะห์น้อยมืดจำนวนมาก (หินอวกาศที่มีองค์ประกอบทางเคมีที่สะท้อนแสงน้อยมาก เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์น้อยประเภทอื่น)
David Nesvorný นักวิจัยจากสถาบัน Southwest Research ในโคโลราโดกล่าวว่า ครึ่งนอกของแถบดาวเคราะห์น้อยที่ดาวเคราะห์น้อยดึกดำบรรพ์มืดอยู่นั้น อาจเป็นแหล่งสำคัญของตัวกระแทกโลก แม้ร่องรอยวงกลมกว้าง 90 ไมล์ (145 กม.) ในปล่องภูเขาไฟ Chicxulub ในคาบสมุทรยูคาทานของเม็กซิโก จะเป็นเบาะแสเกี่ยวกับวัตถุที่สิ้นสุดสมัยไดโนเสาร์ที่เหลือจากการชนกันของวัตถุ แต่การวิเคราะห์ทางธรณีเคมีของหลุมอุกกาบาตชี้ว่า วัตถุที่กระแทกนั้นเป็นส่วนหนึ่งของกลุ่ม carbonaceous chondrites ซึ่งเป็นกลุ่มอุกกาบาตดึกดำบรรพ์ ที่มีอัตราส่วนคาร์บอนค่อนข้างสูงและมีแนวโน้มว่าจะเกิดขึ้นในช่วงเริ่มต้นของประวัติศาสตร์ระบบสุริยะ
นักวิทยาศาสตร์คิดว่าดาวเคราะห์น้อยขนาดยักษ์ ซึ่งแตกสลายไปนานแล้วในแถบดาวเคราะห์น้อยหลักระหว่างดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี
มาถึงโลกและนำไปสู่การสูญพันธุ์ของไดโนเสาร์ แต่ข้อมูลจากภารกิจ WISE ของ NASA ดูเหมือนจะตัดขาดผู้ต้องสงสัย
ซึ่งเป็นสมาชิกของตระกูลดาวเคราะห์น้อย Baptistina ดังนั้น การค้นหาต้นกำเนิดของดาวเคราะห์น้อยที่ฆ่าไดโนเสาร์จึงดำเนินต่อไป
จากความรู้ทั้งหมดที่นักวิทยาศาสตร์ได้พยายามระบุที่มาของ Impactor ที่พุ่งชนโลก แต่ทฤษฏีมากมายได้พังทลายลงเมื่อเวลาผ่านไป ก่อนหน้านี้นักวิจัยได้แนะนำว่า Impactor นั้นมาจากกลุ่มดาวเคราะห์น้อยจากส่วนด้านในของแถบดาวเคราะห์น้อยหลัก แต่การติดตามผลของดาวเคราะห์น้อยเหล่านั้นพบว่าพวกมันไม่มีองค์ประกอบที่ถูกต้อง
ในขณะที่อีกการศึกษาหนึ่งที่ตีพิมพ์ในเดือนกุมภาพันธ์ต้นปี 2021 ที่ผ่านมาในวารสารวิทยาศาสตร์ journal Scientific Reports ชี้ให้เห็นว่าเป็นผลกระทบที่เกิดจากดาวหาง long-period แต่งานวิจัยชิ้นนั้นก็ตกอยู่ภายใต้การวิพากษ์วิจารณ์ หลังจากที่ตีพิมพ์ลงในวารสารดาราศาสตร์และธรณีฟิสิกส์ (journal Astronomy & Geophysics) เดือนมิถุนายน อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาใหม่ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Icarus ฉบับเดือนพฤศจิกายน 2021 นี้ นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อดูว่าดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักหลบหนีมายังโลกบ่อยเพียงใด และผู้หลบหนีดังกล่าวเหล่านี้มีส่วนรับผิดชอบต่อการชนที่สิ้นสุดของไดโนเสาร์หรือไม่
ทั้งนี้ แบบจำลองกว่าหลายร้อยล้านปีนี้ แสดงให้เห็นแรงความร้อนและแรงความโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ ที่ขว้างดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ออกจากแถบเป็นระยะ ซึ่งนักวิจัยพบว่า โดยเฉลี่ยแล้วดาวเคราะห์น้อยขนาดกว่า 6 ไมล์จากขอบด้านนอกของสายพานจะถูกเหวี่ยงไปชนกับโลกทุก ๆ 250 ล้านปี
Chicxulub Crater ได้ชื่อมาจากเมือง Chicxulub นิคมของมนุษย์ที่อยู่ใกล้ที่สุด
การคำนวณนี้ทำให้เหตุการณ์ดังกล่าวเกิดขึ้นบ่อยกว่าที่เคยคิดไว้ถึงห้าเท่า และสอดคล้องกับปล่องภูเขาไฟ Chicxulub ที่สร้างขึ้นเมื่อ 65 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นหลุมอุกกาบาตแห่งเดียว ที่ทราบกันดีว่าเกิดจากดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ในช่วง 250 ล้านปีที่ผ่านมา นอกจากนี้ แบบจำลองยังได้ศึกษาการกระจายตัวของวัตถุที่ "มืด" และ "สว่าง" ในแถบดาวเคราะห์น้อย ซึ่งพบว่าครึ่งหนึ่งของดาวเคราะห์น้อยที่ถูกขับออกมานั้น เป็นก้อนคาร์บอนสีเข้ม ซึ่งตรงกับประเภทที่คิดว่าน่าจะทำให้เกิดปล่องภูเขาไฟ Chicxulub
นอกเหนือจากการอธิบายที่มาของหลุมอุกกาบาต Chicxulub แล้ว การค้นพบนี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจที่มาของดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ ที่พุ่งชนโลกในอดีต เช่นหลุมอุกกาบาตกระทบที่ใหญ่ที่สุดอีกสองแห่งบนโลกได้แก่ Vredefort crater ในแอฟริกาใต้และ Sudbury Basin ในแคนาดา ซึ่งการรู้แหล่งกำเนิดของ Impactor ยังสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าผู้ส่งผลกระทบขนาดใหญ่ในอนาคตว่าอาจเกิดขึ้นที่ใด
Jessica Noviello เพื่อนร่วมงานของ NASA ในโครงการ postdoctoral management program ที่สมาคมวิจัยอวกาศมหาวิทยาลัยแห่ง Goddard Space Flight กล่าวว่า ในการศึกษาพบว่าวัตถุกระแทกพื้นโลกขนาดใหญ่ประมาณ 60% มาจากครึ่งนอกของแถบดาวเคราะห์น้อย ที่ส่วนใหญ่ในเขตนั้นมีทั้งความมืดและดึกดำบรรพ์ ดังนั้น จึงมีความเป็นไปได้ 60% ว่า 3 ใน 5 ที่รายการถัดไปที่จะพุ่งชนโลกน่าจะมาจากภูมิภาคเดียวกัน
WISE/NEOWISE
(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
Baptistina: พ่อแม่ของดาวเคราะห์น้อยที่ฆ่าไดโนเสาร์พ้นข้อกล่าวหาแล้ว
ในขณะที่อีกการศึกษาหนึ่งที่ตีพิมพ์ในเดือนกุมภาพันธ์ต้นปี 2021 ที่ผ่านมาในวารสารวิทยาศาสตร์ journal Scientific Reports ชี้ให้เห็นว่าเป็นผลกระทบที่เกิดจากดาวหาง long-period แต่งานวิจัยชิ้นนั้นก็ตกอยู่ภายใต้การวิพากษ์วิจารณ์ หลังจากที่ตีพิมพ์ลงในวารสารดาราศาสตร์และธรณีฟิสิกส์ (journal Astronomy & Geophysics) เดือนมิถุนายน อย่างไรก็ตาม ในการศึกษาใหม่ซึ่งตีพิมพ์ในวารสาร Icarus ฉบับเดือนพฤศจิกายน 2021 นี้ นักวิจัยได้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อดูว่าดาวเคราะห์น้อยในแถบหลักหลบหนีมายังโลกบ่อยเพียงใด และผู้หลบหนีดังกล่าวเหล่านี้มีส่วนรับผิดชอบต่อการชนที่สิ้นสุดของไดโนเสาร์หรือไม่
ทั้งนี้ แบบจำลองกว่าหลายร้อยล้านปีนี้ แสดงให้เห็นแรงความร้อนและแรงความโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์ ที่ขว้างดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ออกจากแถบเป็นระยะ ซึ่งนักวิจัยพบว่า โดยเฉลี่ยแล้วดาวเคราะห์น้อยขนาดกว่า 6 ไมล์จากขอบด้านนอกของสายพานจะถูกเหวี่ยงไปชนกับโลกทุก ๆ 250 ล้านปี
Chicxulub Crater ได้ชื่อมาจากเมือง Chicxulub นิคมของมนุษย์ที่อยู่ใกล้ที่สุด
นอกเหนือจากการอธิบายที่มาของหลุมอุกกาบาต Chicxulub แล้ว การค้นพบนี้ยังช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจที่มาของดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นๆ ที่พุ่งชนโลกในอดีต เช่นหลุมอุกกาบาตกระทบที่ใหญ่ที่สุดอีกสองแห่งบนโลกได้แก่ Vredefort crater ในแอฟริกาใต้และ Sudbury Basin ในแคนาดา ซึ่งการรู้แหล่งกำเนิดของ Impactor ยังสามารถช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าผู้ส่งผลกระทบขนาดใหญ่ในอนาคตว่าอาจเกิดขึ้นที่ใด
Jessica Noviello เพื่อนร่วมงานของ NASA ในโครงการ postdoctoral management program ที่สมาคมวิจัยอวกาศมหาวิทยาลัยแห่ง Goddard Space Flight กล่าวว่า ในการศึกษาพบว่าวัตถุกระแทกพื้นโลกขนาดใหญ่ประมาณ 60% มาจากครึ่งนอกของแถบดาวเคราะห์น้อย ที่ส่วนใหญ่ในเขตนั้นมีทั้งความมืดและดึกดำบรรพ์ ดังนั้น จึงมีความเป็นไปได้ 60% ว่า 3 ใน 5 ที่รายการถัดไปที่จะพุ่งชนโลกน่าจะมาจากภูมิภาคเดียวกัน