สมาคมดาราศาสตร์ไทย

นักดาราศาสตร์คาด นอกพลูโตยังมีดาวเคราะห์อีกไม่ต่ำกว่าสองดวง

นักดาราศาสตร์คาด นอกพลูโตยังมีดาวเคราะห์อีกไม่ต่ำกว่าสองดวง

16 ม.ค. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ยังคิดถึงเรื่องดาวเคราะห์เอกซ์อยู่อีกหรือเปล่า? อย่าเพิ่งเลิกหวังกันเลย เพราะนักดาราศาสตร์คาดว่า ดาวเคราะห์เอกซ์มีจริงแน่นอน และมีไม่น้อยกว่าสองดวงเสียด้วย 
การพยากรณ์นี้เป็นผลจากการวิเคราะห์การโคจรที่ผิดสังเกตของวัตถุจำพวกที่เรียกว่า วัตถุพ้นดาวเนปจูนรอบนอก หรือ อีทีเอ็นโอ (ETNO--extreme trans-neptunian  object) ซึ่งหมายถึงวัตถุพ้นดาวเนปจูนที่มีระยะไกลสุดจากดวงอาทิตย์มากกว่า 30 หน่วยดาราศาสตร์
บริเวณที่ดาวพลูโตโคจรอยู่ มิได้มีแต่เพียงดาวพลูโตเท่านั้น แต่ยังมีวัตถุจำพวกก้อนน้ำแข็งคล้ายพลูโตอีกนับพันดวง นอกจากนี้ก็ยังมีวัตถุสีคล้ำขนาดเล็กอีกเป็นจำนวนมากที่ยังไม่พบ
ทฤษฎีทั่วไปที่ยอมรับกันอธิบายว่า วัตถุพ้นดาวเนปจูนส่วนใหญ่น่าจะโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยรัศมีวงโคจรราว 150 หน่วยดาราศาสตร์ โคจรอยู่ในระนาบสุริยวิถีหรือระนาบเดียวกับดาวเคราะห์ดวงอื่น และแต่ละดวงอยู่กันอย่างกระจัดกระจายไม่เกาะกลุ่มกัน
จากรายงานการวิจัยสองฉบับที่เขียนโดยนักดาราศาสสตร์จากมหาวิทยาลัยกอมปลูเตนเซแห่งมาดริด และมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ พบว่า ข้อมูลจากการสังเกตการณ์กลับไม่สอดคล้องกับทฤษฎีข้างต้น นักดาราศาสตร์พบว่า ที่ขอบนอกของระบบสุริยะ มีวัตถุที่เกาะกลุ่มกันหลายกลุ่ม มีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ต่างกันตั้งแต่ 150 ถึง 525 หน่วยดาราศาสตร์ มีระนาบวงโคจรทำมุมกับระนาบสุริยวิถีแตกต่างกันตั้งแต่ ถึง 20 องศา
การ์ลอส เด ลา ฟูเอนเต มาร์กอส นักดาราศาสตร์จากยูซีเอ็ม หนึ่งในคณะนักวิจัยคณะนี้อธิบายว่า การที่วัตถุเหล่านี้มีการเคลื่อนที่และเกาะกลุ่มผิดสังเกตเช่นนี้ จะต้องเกิดจากแรงภายนอกเข้ามาเกี่ยวข้อง ซึ่งสิ่งที่น่าจะเป็นไปได้ที่สุดก็คือดาวเคราะห์ที่ยังหาไม่พบที่อยู่นอกวงโคจรของดาวเนปจูน
จำนวนของดาวเคราะห์ต้องสงสัยนั้นยังไม่แน่ชัด แต่จากข้อมูลเท่าที่มีอยู่ เชื่อได้ว่าน่าจะมีอย่างน้อยสองดวง 
การวิจัยครั้งนี้ นักดาราศาสตร์ได้วิเคราะห์ปรากฏการณ์ที่เรียกว่า กลไกโคซะอิ ซึ่งเกี่ยวข้องกับการที่แรงโน้มถ่วงของวัตถุขนาดใหญ่รบกวนการโคจรของวัตถุที่เล็กกว่ามากที่อยู่ไกลออกไป โดยเฝ้าสังเกตว่าแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดีส่งอิทธิพลอย่างไรต่อดาวหาง 96 พี/มัคโฮลซ์ ดาวหางดวงนี้มีวงโคจรรีมาก มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอยู่ใกล้ดาวพุธ ซึ่งจะเข้ามาที่จุดนี้ในปี 2560 และมีจุดไกลดวงอาทิตย์ที่สุดไกลถึง หน่วยดาราศาสตร์ โดยหวังว่าจะได้พบเงื่อนงำที่ช่วยอธิบายการเกาะกลุ่มของวัตถุพ้นดาวเนปจูนรอบนอกที่ตำแหน่งระยะมุมใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด (argument of perihelion) องศาได้
นอกจากนี้นักดาราศาสตร์คณะนี้ยังจับตาดูดาวเคราะห์แคระ 2012 วีพี 113 ที่เพิ่งค้นพบอยู่ในเมฆออร์ตเมื่อปีที่แล้ว พบว่าวัตถุดวงนี้ดูเหมือนกับถูกรบกวนโดยวัตถุที่ยังมองไม่เห็น ซึ่งอาจเป็นวัตถุประเภทดาวเคราะห์น้ำแข็งที่มีขนาดใหญ่ระดับโลกหรืออาจใหญ่ถึงสิบเท่าของโลกก็ได้
วงโคจรของดาวเคราะห์แคระดวงนี้มีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ห่างที่สุดในบรรดาวัตถุประเภทเดียวกัน มีตำแหน่งระยะมุมใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดใกล้เคียง องศา ซึ่งดาวเคราะห์น้อยที่วงโคจรมีระยะครึ่งแกนเอกมากกว่า 150 หน่วยดาราศาสตร์ และมีจุดใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดมากกว่า 30 หน่วยดาราศาสตร์ (ซึ่งก็คือวัตถุประเภทพ้นดาวเนปจูนรอบนอก) เหมือนจะมีระยะมุมใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดใกล้เคียง องศาเหมือนกันหมด
การที่มีดาวเคราะห์น้อยจำนวนหนึ่งมีสมบัติทางวงโคจรคล้ายกันนี้ เกิดจากดาวเคราะห์ที่ยังค้นไม่พบส่งแรงดึงดูดรบกวน คาดว่าดาวเคราะห์ลึกลับน่าจะอยู่ที่ระยะ 250 หน่วยดาราศาสตร์ 
สมมุติฐานนี้ขัดแย้งกับแบบจำลองการกำเนิดระบบสุริยะที่ยอมรับกันอยู่ในปัจจุบัน ที่กล่าวว่าไม่มีดาวเคราะห์พ้นวงโคจรเนปจูนที่มีวงโคจรเป็นวงกลม 
แต่นักดาราศาสตร์คณะนี้ได้ยกตัวอย่างกรณีของดาวเอชแอลวัว (HL Tauri) ซึ่งมีการพบจานกำเนิดดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดาวฤกษ์ไกลกว่า 100 หน่วยดาราศาสตร์ ดาวเอชแอลวัวเป็นดาวอายุน้อยและมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ การค้นพบนี้ยืนยันว่า ดาวเคราะห์เกิดขึ้นที่ระยะไกลจากดาวฤกษ์มากระดับหลายร้อยหน่วยดาราศาสตร์ได้เหมือนกัน
พ้นวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป อาจมีดาวเคราะห์อีกสองดวงที่รอการค้นพบอยู่

พ้นวงโคจรของดาวเนปจูนออกไป อาจมีดาวเคราะห์อีกสองดวงที่รอการค้นพบอยู่ (จาก NASA/JPL-Caltech)

ภาพการค้นพบดาวเคราะห์แคระ 2012 วีพี 113 ถ่ายเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2555 แต่ละภาพถ่ายห่างกันสองชั่วโมง

ภาพการค้นพบดาวเคราะห์แคระ 2012 วีพี 113 ถ่ายเมื่อวันที่ 5 พฤศจิกายน 2555 แต่ละภาพถ่ายห่างกันสองชั่วโมง (จาก Scott S. Sheppard: Carnegie Institution for Science)

ผังวงโคจรของ 2012 วีพี 113 (2012 VP113) เทียบกับวงโคจรของวัตถุอื่นในระบบสุริยะรอบนอก

ผังวงโคจรของ 2012 วีพี 113 (2012 VP113) เทียบกับวงโคจรของวัตถุอื่นในระบบสุริยะรอบนอก

ที่มา: