ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงใหม่ มีขนาดและอุณหภูมิใกล้เคียงโลกมากที่สุด

16 /4 / 2020


ภาพในจินตนาการแสดงท้องฟ้าที่มีดาวฤกษ์ดวงแม่ปรากฏขนาดใหญ่เนื่องจากโคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์ดวงแม่มาก
Credit: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
15 เมษายน พ.ศ. 2563 นาซาเผย นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงใหม่ มีขนาดและอุณหภูมิใกล้เคียงกับโลกมากที่สุด โคจรรอบดาวแคระแดงที่ห่างจากโลกประมาณ 300 ปีแสง
 
งานวิจัยครั้งนี้นำทีมโดยแอนดรูว์ ฟันเดอร์เบิร์ค นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเทกซัส ตีพิมพ์ลงในวารสาร Astrophysical Journal Letters วิเคราะห์ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ (ปัจจุบันได้ปลดประจำการไปแล้วแต่ยังมีข้อมูลจำนวนมหาศาลที่รอการวิเคราะห์)
 
ดาวเคราะห์ดวงนี้ชื่อว่า “Kepler-1649c” มีขนาดใหญ่กว่าโลก 1.06 เท่า หรือมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าโลกประมาณ 800 กิโลเมตร โคจรอยู่ในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต (habitable zone) รอบดาวแคระแดง กล่าวคือ เป็นระยะห่างที่พอเหมาะที่น้ำจะอยู่ในสถานะของเหลวได้ ดาวเคราะห์ดวงนี้ได้รับพลังงานจากดาวฤกษ์ดวงแม่คิดเป็นร้อยละ 75 ของพลังงานที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์ จึงคาดว่าจะมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับโลก นับเป็นครั้งแรกที่ค้นพบดาวเคราะห์ที่มีขนาดใกล้เคียงกับโลก และอยู่ในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต
 

ภาพเปรียบเทียบขนาดของโลกกับดาวเคราะห์ Kepler-1649c
Credit: NASA/Ames Research Center/Daniel Rutter
อย่างไรก็ดี จากการวิเคราะห์ข้อมูลพบว่า Kepler-1649c โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงแม่ใช้เวลา 19.5 วันบนโลก หมายความว่า ดาวเคราะห์โคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มาก (1 ปีบนดาวเคราะห์เท่ากับ 19.5 วันบนโลก) แรงโน้มถ่วงจากดาวฤกษ์อาจล็อคให้ดาวเคราะห์หันพื้นผิวด้านเดียวเข้าหาดาวฤกษ์ดวงแม่เสมอ คล้ายกับดวงจันทร์ที่หันด้านเดียวเข้าหาโลกตลอดเวลา จึงจำเป็นต้องศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์โดยละเอียดต่อไป

นอกจากนี้ ยังพบดาวเคราะห์อีกหนึ่งดวงที่โคจรรอบดาวแคระแดงดวงนี้ มีขนาดใกล้เคียงกับ Kepler-1649c แต่อยู่ในวงโคจรที่ใกล้กว่าประมาณครึ่งหนึ่ง โคจรรอบดาวฤกษ์ด้วยคาบ 8.7 วัน คล้ายกับโลกของเราที่มีดาวเคราะห์ฝาแฝดคือดาวศุกร์และอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากกว่าโลก
 
เนื่องจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์บันทึกข้อมูลดาวฤกษ์จำนวนกว่า 200,000 ดวง นักวิทยาศาสตร์ประจำภารกิจจึงพัฒนาอัลกอริทึมที่ชื่อว่า “Robovetter” เพื่อค้นหาดาวฤกษ์ที่มีแสงสว่างลดลงจากข้อมูลที่บันทึกไว้ Robovetter จะต้องประเมินว่าดาวฤกษ์ที่แสงสว่างลดลงนั้นเกิดจากดาวเคราะห์จริง ๆ หรือไม่ และพบว่ามีเพียงร้อยละ 12 เท่านั้นที่เกิดจากดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์ นอกนั้นเกิดจากปัจจัยอื่น ๆ
 
อย่างไรก็ดี ข้อมูลที่ Robovetter ต้องเจอนั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ความซับซ้อนของข้อมูลอาจทำให้ Robovetter ตัดสินใจผิดพลาด จึงจำเป็นต้องมีทีมวิจัยที่ตรวจสอบข้อมูลที่ถูกคัดทิ้งซ้ำอีกครั้ง ซึ่ง Kepler-1649c ก็เป็นหนึ่งในข้อมูลที่ถูกคัดทิ้ง จนกระทั่งแอนดรูว์และทีมวิจัยนำข้อมูลมาวิเคราะห์อีกครั้ง และก็พบว่ามีข้อมูลที่เกิดจากดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์อยู่ จึงกลายเป็นที่มาของการค้นพบในครั้งนี้
 
แม้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์จะปลดประจำการไปแล้วตั้งแต่ปลายปี พ.ศ. 2561 แต่ข้อมูลที่บันทึกได้ระหว่างที่ปฏิบัติภารกิจมีจำนวนมหาศาล ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์กำลังวิเคราะห์ข้อมูลเหล่านี้ ซึ่งอาจมีดาวเคราะห์คล้ายโลกดวงอื่น ๆ ที่รอการค้นพบอยู่อีกไม่น้อย และหากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์พร้อมปฏิบัติภารกิจ อาจช่วยศึกษาชั้นบรรยากาศของ Kepler-1649c อย่างละเอียดได้


 
ทั้งนี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ซึ่งถูกส่งขึ้นปฏิบัติภารกิจในห้วงอวกาศมาตั้งแต่ปี 2009 ทำหน้าที่มองหาดาวเคราะห์คล้ายโลกนอกระบบสุริยะ เพื่อค้นหาว่าดาวที่มีลักษณะเช่นนี้มีอยู่มากน้อยเพียงใดในกาแล็กซีทางช้างเผือก โดยกล้องเคปเลอร์ใช้วิธีสังเกตปรากฏการณ์ทรานซิต (transit) หรือการเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ของดาวเคราะห์ ซึ่งแสงสว่างของดาวฤกษ์ที่ถูกบดบังจนลดลง จะทำให้ทราบถึงการมีอยู่ของดาวเคราะห์นั้น รวมทั้งเผยข้อมูลอื่นๆ ที่บ่งบอกถึงคุณสมบัติของดาวเคราะห์ที่เคลื่อนผ่านได้ด้วย

ปัจจุบัน กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์พบวัตถุในอวกาศที่คาดว่าน่าจะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะแล้ว 4,034 ดวง ซึ่งในจำนวนนี้ได้รับการพิสูจน์ยืนยันแล้วว่าเป็นดาวเคราะห์จริง 2,335 ดวง 

นอกจากการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่ๆ ที่มีลักษณะคล้ายโลกแล้ว นักดาราศาสตร์ของนาซายังใช้ข้อมูลล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์จำแนกประเภทของดาวเคราะห์ขนาดเล็กนอกระบบสุริยะได้อีกด้วย ซึ่งการจำแนกนี้เทียบได้กับการจัดแบ่งประเภทของสิ่งมีชีวิต (อนุกรมวิธาน) ในทางชีววิทยานั่นเอง

ผลการจำแนกเบื้องต้นพบว่า สามารถแบ่งดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะออกได้เป็นสองประเภทใหญ่ๆ โดยประเภทแรกคือดาวที่เป็นหินแข็งและมีขนาดใหญ่กว่าโลกเล็กน้อยราว 1.75 เท่า ส่วนอีกประเภทคือดาวเคราะห์ที่มีส่วนประกอบของไฮโดรเจนและฮีเลียมมากขึ้นกว่าประเภทแรก ทำให้มีขนาดขยายใหญ่จนเกือบเท่ากับดาวเนปจูน แต่ดาวกลุ่มนี้ก็จะกลายเป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่มีพื้นผิวน้อยหรือไม่มีเลย

นายเบนจามิน ฟุลตัน นักดาราศาสตร์ผู้ดำเนินโครงการวิเคราะห์จำแนกประเภทดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกล่าวว่า "ดาวเคราะห์สองประเภทนี้คือดาวที่มีอยู่เป็นส่วนใหญ่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก แต่น่าประหลาดใจว่า เรากลับไม่พบดาวเคราะห์สองประเภทนี้เลยในระบบสุริยะของเรา" นายฟุลตันกล่าว



KEPLER MISSION :
ยานอวกาศเคปเลอร์ เครื่องมือสืบค้นโลกต่างดาว (Cr.http://www.sunflowercosmos.org/Kepler-Mission.html)
ยานอวกาศเคปเลอร์ หรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ของนาซ่า ได้หยุดการทำหน้าที่ของตัวเองลงอย่างสงบ เมื่อวันที่ 30 ตุลาคม ปี ค.ศ. 2018 รวมระยะเวลาในการปฏิบัติงานทั้งสิ้น 9 ปี, 7 เดือน กับอีก 23 วัน นับตั้งแต่วันที่ 7 มีนาคม ปี ค.ศ. 2009 ที่มันได้ถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเป็นครั้งแรก

เคปเลอร์นั้น จะแตกต่างไปจากกล้องสำรวจอวกาศในกลุ่มของ Great Observatories อย่างฮับเบิล, สปิตเซอร์, และ กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา ตรงที่เคปเลอร์เป็นทั้งกล้องโทรทรรศน์อวกาศและเป็นยานอวกาศภายในตัว ที่มีอิสระในการโคจรไปรอบดวงอาทิตย์เช่นเดียวโลก (อยู่ในวงโคจร เฮลิโอเซ็นทริค (Heliocentric orbit) ของโลก) 

โดยภารกิจสำคัญที่มันได้รับมอบหมายไว้ก็คือ การเสาะแสวงหาดาวเคราะห์คล้ายโลกภายในกาแล็กซี่ทางช้างเผือกเรา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์ประเมินเอาไว้ว่า น่าจะมีดาวฤกษ์อยู่เป็นจำนวนหลายพันล้านดวงภายในทางช้างเผือก และเช่นเดียวกันในแต่ละระบบดาวฤกษ์เองก็มีความเป็นไปได้ที่จะมีดาวบริวารเป็นของตนนั่นก็คือ ดาวเคราะห์ ส่วนลักษณะของการตรวจหาดาวดาว นาซ่าจะใช้เครื่องมือทางวิทยาศาสตร์ที่เรียกว่าโฟโตมิเตอร์  (photometer) 

ในการตรวจค่าความสว่างต่อเนื่องของดาวฤกษ์จำนวนกว่า 150,000 ดวง ในแถบลำดับหลัก (main-sequence stars) ผ่านมุมกล้องที่ถูกเซ็ตให้คงที่เอาไว้ในอวกาศ เพื่อที่นักวิทยาศาสตร์จะสามารถนำภาพเหล่านี้มาทำการเปรียบเทียบ และตรวจหาค่าความเบี่ยงเบนของแสงดาวฤกษ์ขณะที่ถูกดาวบริวารของมันเคลื่อนผ่านตัดหน้า (Transit photometry)

 ซึ่งตลอดระยะเวลาการดำเนินงานของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ มันก็ได้สร้างผลงานการค้นพบเอาไว้ให้เราได้ศึกษาอยู่มากมาย นั่นก็คือการติดตามดาวฤกษ์ไปทั้งหมด 530,506 ดวง และค้นพบดาวเคราะห์คล้ายโลกไปแล้วกว่า 2,662 ดวง

ยานอวกาศเคปเลอร์ ถูกตั้งชื่อตามนักดาราศาสตร์ นักโหราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมันที่ชื่อ โยฮันเนส เคปเลอร์ (Johannes Kepler) เคปเลอร์เป็นบุคคลสำคัญที่มีส่วนในการปฏิวัติวงการวิทยาศาสตร์ในช่วงคริสต์ศตวรรษที่ 17 กับผลงานของเขาอันเป็นที่โด่งดังก็คือ ในเรื่องของกฎการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ (laws of planetary motion) ซึ่งในภายหลังก็ได้กลายมาเป็นส่วนหนึ่งของรากฐานสำคัญในการศึกษาเรื่องของแรงโน้มถ่วงของนิวตัน
ภารกิจ Second Light หรือ K2

เรียบเรียง : ธนกร อังค์วัฒนะ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.
ขอบคุณเนื้อหา และสามารถติดตามเพิ่มเติมได้ที่: https://web.facebook.com/photo?fbid=3075479285848998&set=a.148308931899396
อ้างอิง :
[1] https://iopscience.iop.org/article/10.3847/2041-8213/ab84e5
[2] https://exoplanets.nasa.gov/news/1637/earth-size-habitable-zone-planet-found-hidden-in-early-nasa-kepler-data/?fbclid=IwAR3a-96bmJ32NQZfKxy7BejAf6QWX51FcCXkD6dq4JygBFMrjag2GXJRDGE
[3] https://software.nasa.gov/software/ARC-17981-1
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Habitability_of_red_dwarf_systems
Cr.http://www.narit.or.th/index.php/astronomy-news/995-earth-size-habitable-zone-planet-found
Cr.https://board.postjung.com/1210443
Cr.https://www.thairath.co.th/news/foreign/1576545
Cr.https://www.bbc.com/thai/international-40337728
Cr.https://medium.com/sciways/ยานอวกาศเคปเลอร์-เสร็จสิ้นภารกิจ-2c05bb330d20

(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่