สาระน่ารู้

 

 

 

 

 

ดาวเคราะห์นอกระบบดวงเล็กที่สุด

 

             หลังจากรวบรวมหลักฐานมากว่าสามปี ทีมนักดาราศาสตร์ได้ประกาศการค้นพบดาวเคราะห์ประเภทใหม่ ที่โคจรรอบดาวฤกษ์มืดดวงหนึ่งที่อยู่ไกลออกไป 15 ปีแสง วัตถุนี้เป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เคยพบโคจรรอบดาวฤกษ์ปกติ โดยมีมวลระหว่าง 6 ถึง 9 เท่ามวลโลก และน่าจะเป็นที่ 7.5 เท่า จากดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบประมาณ 150 ดวง เกือบทั้งหมดมีขนาดประมาณดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์อย่างดาวพฤหัส


             ในการแถลงการณ์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์แห่งชาติ(NSF) Geoffrey W.Marcy นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย(UC) เบิร์กลีย์, R.Paul Butler จากสถาบันคาร์เนกี้แห่งวอชิงตันและเพื่อนร่วมงานอีกสี่คน เรียกการค้นพบของพวกเขาว่า เป็นโลกที่เหมือนโลกของเรามากที่สุดที่อยู่นอกระบบสุริยะ ถ้าการค้นพบนี้ถูกต้อง แม้ว่าก่อนหน้านี้จะมีการรายงานการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นหิน 3 ดวง แต่พวกมันก็โคจรอยู่รอบพัลซาร์แทนที่จะเป็นดาวฤกษ์ปกติ
        

             แต่โลกใบใหม่นี้โคจรรอบดาวฤกษ์ Gliese 876 ซึ่งเป็นดาวแคระแดงที่เย็น สเปคตรัม M4 สว่างที่แมกนิจูด 10 ในกลุ่มดาวคนแบกหม้อน้ำ(Aquarius) มีมวลประมาณหนึ่งในสามดวงอาทิตย์ที่ระยะทางเพียง 3.2 ล้านกิโลเมตร หรือ 0.021 AU(โลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ที่ระยะทาง 160 ล้านกิโลเมตร) ด้วยคาบการโคจรเพียง 46.5 ชั่วโมงเท่านั้น ดาวเคราะห์อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ของมันมาก จนดาวฤกษ์ปรากฏเป็นลูกไฟที่มีขนาดกว้าง 12 องศา หรือใหญ่กว่าขนาดปรากฏของดวงอาทิตย์บนโลกของเรา 24 เท่า ด้วยเหตุนี้ อุณหภูมิของดาวเคราะห์จะสูง 200 ถึง 400 องศาเซลเซียส ซึ่งสูงเกินกว่าน้ำที่เป็นของเหลวจะคงอยู่ได้ ดาวเคราะห์คงจะเป็นของแข็งเกือบทั้งหมด
       

             Butler กล่าวว่า มันทำให้เราสรุปว่าองค์ประกอบที่น่าจะเป็นไปได้มากที่สุดของโลกใบนี้คือเหมือนดาวเคราะห์วงในของระบบสุริยะ Greg Laughlin จากหอสังเกตการณ์ลิค ของยูซี ซานตาครูซ บอกว่าดาวเคราะห์ที่มีมวล 7.5 เท่ามวลโลกน่าจะดึงชั้นบรรยากาศไว้ได้ มันคงเป็นดาวเคราะห์หินที่อาจมีแกนกลางเป็นเหล็ก และแมนเทิลเป็นซิลิเกต หรืออาจจะมีชั้นไอน้ำหนาก็ได้ ผมคิดว่าเรากำลังเห็นสิ่งที่เป็นลูกครึ่ง ระหว่างดาวเคราะห์หินแท้จริงที่เหมือนโลก กับดาวเคราะห์น้ำแข็งอย่างยูเรนัสหรือเนปจูน แบบร้อน ถ้าโลกนี้เป็นหิน มันก็อาจจะมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางประมาณสองเท่าของโลก และแรงโน้มถ่วงพื้นผิวที่รุนแรงอาจจะทำให้สภาพภูมิประเทศค่อนข้างราบเรียบ
       

             เช่นเดียวกับดาวเคราะห์นอกระบบทั้งหมด ดาวเคราะห์ใหม่ Gliese 876d ถูกพบโดยวิธีการดอปเปลอร์ ซึ่งตรวจจับการส่ายเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของมัน ส่งผลต่อความเร็วในแนวสายตาของดาวฤกษ์แม่ แต่มันก็ไม่ได้เป็นดาวเคราะห์ดวงแรกที่ถูกค้นพบรอบ Gliese 876 ดาวฤกษ์ดวงนี้มีดาวเคราะห์อยู่แล้วสองดวงซึ่ง Butler และ Marcy ได้ตรวจพบดาวเคราะห์ดวงแรกในปี 1998 มีมวล 2.5 เท่าดาวพฤหัส และในปี 2001 พวกเขาก็พบดวงที่สองที่มีมวล 0.8 เท่าดาวพฤหัส(ประมาณ 800 และ 250 เท่ามวลโลก) โคจรรอบดาวฤกษ์นี้ด้วยระยะทางที่ไกลกว่าประมาณทุกๆ 60 และ 30 วันตามลำดับ
       

             ดาวเคราะห์ยักษ์ทั้งสองล๊อคอยู่ด้วยกันด้วยกำทอนการโคจร 2:1 การศึกษาที่นำโดย Eugenio J.Rivera จาก ยูซี ซานตาครูซ เพื่อรวบรวมข้อมูลจำนวนมากเพื่อให้เข้าใจระบบนี้ และการวิเคราะห์เพื่อศึกษากำทอน และผลจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่มีต่อดาวเคราะห์อีกดวง และเมื่อเปรียบเทียบผลจากแบบจำลองกับข้อมูลจริง ก็ตรวจพบสัญญาณดอปเปลอร์เล็กๆของดาวเคราะห์ดวงที่สาม Jack Lissauer สมาชิกทีมจาก Ames Research Center ของนาซ่ากล่าว ทีมนักดาราศาสตร์กลุ่มนี้ภูมิใจที่จะประกาศว่ามันเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 107 ที่พวกเขาค้นพบ แม้ว่าจะไม่มีข้อมูลมากว่ามันจะเป็นโลกหินแน่หรือไม่ การค้นพบนี้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal
      

             Marcy กล่าวว่า เรายกให้การค้นพบครั้งนี้เป็นครั้งที่ตื่นเต้นที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ 107 ดวงที่พวกเราค้นพบมา Gliese 876d มีมวลประมาณครึ่งหนึ่งของดาวเคราะห์ที่เคยยึดสถิติเบาที่สุด ซึ่งมีขนาดเท่ามวลเนปจูน การค้นพบนี้ ทำโดยการวัดผลความโน้มถ่วงของดาวพฤหัสทั้งสองของดาวฤกษ์ดวงนี้ที่มีต่อกันและกัน Rivera สามารถหามวลที่แน่นอนของพวกมันได้ และความเอียงของวงโคจรกับระนาบท้องฟ้าที่ประมาณ 40 ถึง 50 องศา ในระบบส่วนใหญ่ที่ศึกษาโดยวิธีการส่าย การไม่ทราบความเอียงของวงโคจรหมายถึงว่ามวลที่ได้จะเป็นเพียงมวลขั้นต่ำเท่านั้น แน่นอนว่ามวลจริงอาจจะสูงกว่านั้นมาก วัตถุใหม่ที่มีมวลขนาด 7.5 เท่าของโลกมาจากการคาดคะเนว่ามันอยู่ในระนาบเดียวกันกับดาวเคราะห์ยักษ์ทั้งสอง
     

             Alan Boss นักดาราศาสตร์จากสถาบันคาร์เนกี้ ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ กล่าวว่า ความจริงที่ว่าเราพบดาวเคราะห์หินภายในวงโคจรดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์สองดวง ทำให้มันดูคล้ายระบบของเรา ความหวังที่จะหาระบบดาวเคราะห์ที่คล้ายคลึงกับเรามีอยู่สูงมาก เนื่องจากดาวฤกษ์อย่าง Gliese 876 มีอยู่ทั่วไป ภายในระยะทาง 33 ปีแสงจากโลก ซึ่งมีดาวประมาณ 400 ดวงหรือมากกว่านั้น แต่มีดาวฤกษ์ประเภทเดียวกับ Gliese 876 อยู่ประมาณสามร้อยดวง   ในขณะเดียวกัน ทีมประกาศว่าพวกเขาสามารถวัดการเปลี่ยนแปลงความเร็วแนวสายตาได้ถึง 1 เมตรต่อวินาที ต้องขอบคุณการอัพเกรดสเปคโตรมิเตอร์ความละเอียดสูงของกล้องโทรทรรศน์เคกในฮาวาย ซึ่งจะสามารถพบดาวเคราะห์ที่มีมวลเท่าโลกรอบดาวฤกษ์อื่นได้ Lissauer กล่าวว่า ดาวเคราะห์ที่เราประกาศการค้นพบวันนี้อาจจะเป็นสิ่งที่คล้ายโลกมากที่สุดที่ค้นพบ แต่คงจะครองตำแหน่งนี้ได้อีกไม่นาน