ดาวเคราะห์ต่างระบบ

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด

องค์การนาซ่าจัดงานแถลงข่าวเกี่ยวกับการค้นพบดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่น หรือที่เราเรียกว่าดาวเคราะห์ต่างระบบในสัปดาห์ที่ผ่านมา การค้นพบดาวเคราะห์ต่างระบบไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะนักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ประเภทนี้มานานแล้วและมีจำนวนมากกว่า 3,000 ดวง แต่ที่ครั้งนี้พิเศษกว่าครั้งก่อนๆ เพราะที่ผ่านมาดาวเคราะห์ต่างระบบที่พบส่วนใหญ่มีมวลมากและเป็นดาวเคราะห์แก๊สแบบดาวพฤหัสบดี ขณะที่ดาวเคราะห์ทั้ง 7 ดวง ที่พบในระบบดาวนี้เป็นดาวเคราะห์หินที่มีมวลใกล้เคียงโลก และสามดวงในจำนวนนี้อยู่ในตำแหน่งที่สามารถมีมหาสมุทรอยู่บนพื้นผิวได้

ดาวฤกษ์ที่ศูนย์กลางของระบบดาวที่เรากำลังจะกล่าวถึงนี้มีชื่อว่าแทรปพิสต์-1 (TRAPPIST-1) เรียกชื่อตามกล้องโทรทรรศน์แทรปพิสต์ (ย่อมาจาก Transiting Planets and Planetesimals Small Telescope) ที่ตั้งอยู่ ณ หอดูดาวลาซียาในประเทศชิลี ดาวแทรปพิสต์-1 อยู่ห่างดวงอาทิตย์ประมาณ 39.5 ปีแสง ในทิศทางของกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ หรือกลุ่มดาวกุมภ์ในจักรราศี

เดือน พ.ค. 2559 คณะนักดาราศาสตร์ในเบลเยียมรายงานการค้นพบดาวเคราะห์รอบดาวดวงนี้จำนวน 3 ดวง โดยสังเกตจากแสงของดาวที่ลดลงเล็กน้อยอย่างเป็นคาบที่แน่นอน ซึ่งแสดงว่ามีดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ (วงโคจรของดาวเคราะห์อยู่ในระนาบเดียวกับทิศทางมายังโลก) แต่เมื่อทำการสำรวจเพิ่มเติมด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอย่างกล้องวีแอลทีของหอดูดาวยุโรปในซีกโลกใต้ และกล้องโทรทรรศน์ในอวกาศอย่างกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่า ก็สามารถยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์ได้สองจาก 3 ดวง และพบดาวเคราะห์เพิ่มอีก 5 ดวง จึงมีดาวเคราะห์ที่ยืนยันการค้นพบรวมทั้งหมด 7 ดวง

หลักการเรียกชื่อดาวเคราะห์ต่างระบบจะนำหน้าด้วยชื่อดาวฤกษ์ แล้วตามด้วยอักษรโรมันตั้งแต่ตัวบี (b) เป็นต้นไป ดาวเคราะห์ 7 ดวง ที่พบโคจรอยู่รอบดาวแทรปพิสต์-1 จึงมีชื่อเรียกว่า แทรปพิสต์-1 บี แทรปพิสต์-1 ซี แทรปพิสต์-1 ดี แทรปพิสต์-1 อี แทรปพิสต์-1 เอฟ แทรปพิสต์-1 จี และแทรปพิสต์-1 เอช ตามระยะห่างจากดาวศูนย์กลางของระบบ

ผลการวัดอย่างละเอียดด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ทำให้สามารถคำนวณขนาดของดาวเคราะห์ทั้งเจ็ดได้ และคำนวณมวลของดาวเคราะห์ได้ 6 ดวง จาก 7 ดวง จึงทราบความหนาแน่นของดาวเคราะห์ 6 ดวง จากความหนาแน่นที่คำนวณได้นี้ นักดาราศาสตร์พบว่าดาวเคราะห์ทั้งหมดมีขนาดใกล้เคียงโลก น่าจะเป็นดาวเคราะห์หินแบบเดียวกับดาวพุธ ดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร ไม่ใช่ดาวเคราะห์แก๊สอย่างดาวพฤหัสบดี และมีความเป็นไปได้ที่จะมีน้ำเป็นของเหลวอยู่บนพื้นผิว ส่วนดาวเคราะห์ดวงที่อยู่ไกลที่สุดในระบบ เชื่อว่าพื้นผิวอาจเย็นจัดจนเป็นน้ำแข็ง แต่ยังจำเป็นต้องสังเกตการณ์เพิ่มเติม

ดาวแทรปพิสต์-1 แตกต่างจากดวงอาทิตย์ตรงที่เป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็ก อุณหภูมิต่ำ จัดอยู่ในประเภทของดาวแคระแดง มีมวลเพียงราวร้อยละ 8 ของดวงอาทิตย์ และมีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์ราว 9 เท่า ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้จึงมีพื้นผิวที่น้ำสามารถคงสภาพเป็นของเหลวได้โดยไม่ระเหยไปด้วยความร้อนและพลังงานจากดาวฤกษ์

ดาวเคราะห์ทั้ง 7 ดวง ที่ค้นพบต่างก็มีวงโคจรอยู่ใกล้ดาวแทรปพิสต์-1 หากเทียบกับระบบสุริยะ ดาวเคราะห์ทั้งเจ็ดอยู่ใกล้ดาวศูนย์กลางของระบบมากจนสามารถวางไว้ภายในระยะทางจากดาวพุธถึงดวงอาทิตย์ คาบการโคจรของดาวแทรปพิสต์-1 บี สั้นเพียง 1.5 วัน ขณะที่คาบการโคจรของดาวแทรปพิสต์-1 เอช นานเพียงราว 20 วัน นอกจากนี้ดาวเคราะห์แต่ละดวงก็อยู่ใกล้กันมาก หากเราไปยืนอยู่บนดาวเคราะห์ดวงใดดวงหนึ่ง เราสามารถมองเห็นพื้นผิวและเมฆบนดาวเคราะห์ดวงอื่นได้ โดยบางครั้งดาวเคราะห์ดวงอื่นจะมีขนาดโตกว่าดวงจันทร์ที่เราเห็นบนท้องฟ้าเมื่อมองจากพื้นโลก

ด้วยระยะทางที่ใกล้กัน นักดาราศาสตร์คาดว่าแรงโน้มถ่วงที่ดาวฤกษ์และดาวเคราะห์กระทำต่อกันอาจทำให้ดาวเคราะห์ถูกตรึงให้หันด้านเดียวเข้าหาดาวฤกษ์ (ทำนองเดียวกับดวงจันทร์หันด้านเดียวเข้าหาโลก) ซึ่งหากเป็นเช่นนั้น รูปแบบของสภาพอากาศจะแตกต่างจากโลกอย่างสิ้นเชิง อาทิ มีกระแสลมแรงพัดจากด้านกลางวันไปสู่ด้านกลางคืน มีความแตกต่างและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างสุดโต่ง

นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์สำรวจดาวแทรปพิสต์-1 เนื่องจากแสงของดาวสว่างชัดเจนที่สุดในคลื่นอินฟราเรด การสังเกตอย่างต่อเนื่องนาน 500 ชั่วโมง เมื่อฤดูใบไม้ร่วงของปี 2559 สามารถยืนยันและค้นพบดาวเคราะห์รอบดาวแทรปพิสต์-1 ซึ่งนาซ่ากล่าวว่า เป็นผลการสังเกตการณ์ที่น่าตื่นเต้นที่สุดนับตั้งแต่กล้องสปิตเซอร์ถูกส่งออกไปนอกโลกเมื่อ 14 ปีก่อน

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลก็ร่วมในการสังเกตการณ์ด้วย โดยพยายามหาร่องรอยของแก๊สไฮโดรเจนในบรรยากาศของดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นลักษณะของดาวเคราะห์แก๊ส ผลการสังเกตการณ์จากกล้องฮับเบิลซึ่งพุ่งเป้าไปที่ดาวเคราะห์ด้านใน 4 ดวง ไม่พบร่องรอยดังกล่าว แสดงว่าเป็นดาวเคราะห์หิน

กล้องโทรทรรรศน์เจมส์เว็บบ์ ซึ่งมีกำหนดขึ้นสู่อวกาศในปี 2561 เป็นความหวังสูงสุดของนักดาราศาสตร์ที่จะศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์ต่างระบบ เนื่องจากมีศักยภาพในการตรวจวัดองค์ประกอบทางเคมีในบรรยากาศของดาวเคราะห์ สามารถนำผลการสังเกตมาวิเคราะห์อุณหภูมิและความกดอากาศบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ อันเป็นปัจจัยสำคัญที่บ่งบอกว่าสิ่งมีชีวิต (แบบที่เรารู้จัก) สามารถดำรงอยู่ได้หรือไม่ ซึ่งแน่นอนว่า ดาวเคราะห์ในระบบดาวแทรปพิสต์-1 จะเป็นเป้าหมายอันดับต้นๆ

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (26 ก.พ.-5 มี.ค.)

เรายังคงเห็นดาวศุกร์และดาวอังคารอยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ โดยดาวศุกร์สว่างกว่าดาวอังคารมาก และมีตำแหน่งบนท้องฟ้าอยู่ต่ำกว่าดาวอังคารในทิศทางของกลุ่มดาวปลา ดาวศุกร์เคลื่อนเข้าใกล้ดวงอาทิตย์มากขึ้นทุกวัน ต้นสัปดาห์ตกลับขอบฟ้าหลัง 2 ทุ่มครึ่ง ปลายสัปดาห์ตกราว 2 ทุ่มเศษ ส่วนดาวอังคารตกหลัง 3 ทุ่มเล็กน้อย วันที่ 26-27 ก.พ. ดาวอังคารจะผ่านใกล้ดาวยูเรนัสที่ระยะห่างเพียง 0.7 องศา สังเกตได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์

ดาวพฤหัสบดีอยู่ใกล้ดาวรวงข้าวในกลุ่มดาวหญิงสาว เริ่มเห็นเหนือขอบฟ้าตะวันออกตั้งแต่เวลา 3 ทุ่มครึ่ง หรือก่อนหน้านั้นเล็กน้อย เคลื่อนสูงถึงจุดสูงสุดบนท้องฟ้าด้านทิศใต้ในเวลาตี 3 ดาวเสาร์ออกจากกลุ่มดาวคนแบกงู เข้าสู่กลุ่มดาวคนยิงธนู ขึ้นมาอยู่เหนือขอบฟ้าทิศตะวันออก ค่อนไปทางทิศตะวันออกเฉียงใต้ที่มุมเงย 10 องศา ตั้งแต่เวลาประมาณตี 2 ถึงตี 2 ครึ่ง และสังเกตได้ต่อเนื่องไปจนถึงเช้ามืด

วันที่ 26 ก.พ. ดวงจันทร์อยู่ระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ เกิดสุริยุปราคาวงแหวน แนวคราสเริ่มต้นในมหาสมุทรแปซิฟิก ผ่านชิลีและอาร์เจนตินาในอเมริกาใต้ ลงสู่มหาสมุทรแอตแลนติก และสิ้นสุดในแอฟริกา โดยผ่านแองโกลา แซมเบีย และสาธารณรัฐประชาธิปไตยคองโก สุริยุปราคาครั้งนี้ไม่เห็นในประเทศไทย

หัวค่ำวันที่ 1 มี.ค. ดวงจันทร์เสี้ยวอยู่ทางซ้ายมือของดาวอังคารและดาวศุกร์ ห่างดาวอังคารที่ระยะ 7 องศา และห่างดาวศุกร์ 11 องศา ด้านสว่างบนดวงจันทร์มีพื้นที่เพิ่มขึ้นทุกวันจนสว่างครึ่งดวงในวันที่ 5 มี.ค. ซึ่งคืนนั้นดวงจันทร์จะอยู่ใกล้ดาวอัลเดบารันในกลุ่มดาววัวที่ระยะ 5 องศา

สถานีอวกาศนานาชาติปรากฏเป็นดาวสว่างเคลื่อนที่บนท้องฟ้าให้เห็นได้ เช้ามืดวันจันทร์ที่ 27 ก.พ. 2560 ผู้สังเกตในกรุงเทพฯ และบริเวณใกล้เคียงมองเห็นสถานีอวกาศเริ่มปรากฏเหนือขอบฟ้าทิศตะวันตกเฉียงใต้ในเวลา 05.46 น. จากนั้นเคลื่อนสูงขึ้นจนเกือบผ่านเหนือศีรษะในเวลา 05.49 น. แล้วเคลื่อนต่ำลง สิ้นสุดใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันออกเฉียงเหนือในเวลา 05.52 น.