สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบดาวเคราะห์ต่างระบบเงาอดีตของดาวพฤหัสบดี

18 ส.ค. 2558
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์ต่างระบบดวงหนึ่งที่เชื่อว่ามีลักษณะคล้ายดาวพฤหัสบดีเมื่อครั้งแรกเกิดมาก 

ดาวเคราะห์ดวงนี้คือ 51 แม่น้ำ บี (51 Eridani b)  มีแสงหรี่กว่าดาวฤกษ์แม่ถึงหนึ่งล้านเท่า และมีสเปกตรัมที่แสดงเอกลักษณ์ของมีเทนเด่นชัดที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ต่างระบบทั้งหมดที่เคยพบมา 

ดาว 51 แม่น้ำบี เป็นดาวเคราะห์ต่างระบบดวงแรกที่ค้นพบโดยกล้องถ่ายภาพดาวเคราะห์เจมิไน หรือ จีพีไอ ซึ่งเป็นอุปกรณ์เด็ดชิ้นใหม่ที่เพิ่งติดให้แก่กล้องเจมิไนใต้ขนาด เมตรในชิลีตั้งแต่ปีก่อน จนถึงขณะนี้กล้องนี้ได้ค้นพบดาวเคราะห์ต่างระบบแล้วเกือบ 100 ดวง 

ดาว 51 แม่น้ำบี มีมวลประมาณสองเท่าของดาวพฤหัสบดี อยู่ห่างจากดาวฤกษ์แม่ไกลกว่าระยะที่ดาวเสาร์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เล็กน้อย เป็นดาวเคราะห์ที่มีอายุน้อยมาก ดาว 51 แม่น้ำเพิ่งเกิดขึ้นเมื่อ 20 ล้านปีก่อนเท่านั้น ด้วยวัยเพียงเท่านี้เกือบจะเป็นวัยที่น้อยที่สุดของดาวเคราะห์ที่จะตรวจพบได้ด้วยการถ่ายภาพ เนื่องจากเพิ่งจะรวบรวมสสารและสร้างความร้อนได้มากพอที่จะส่องสว่างให้ถ่ายภาพได้

กล้องจีพีไอเป็นอุปกรณ์สำหรับตรวจจับดาวเคราะห์ต่างระบบด้วยวิธีถ่ายภาพโดยตรง ต่างจากการหลักการของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ในขณะที่กล้องเคปเลอร์ที่พบดาวเคราะห์มาแล้วเป็นจำนวนมากใช้วิธีตรวจจับทางอ้อมด้วยวิธีการวัดแสงดาวฤกษ์แล้วสังเกตการหรี่ลงเนื่องจากมีดาวเคราะห์ผ่านหน้า แต่กล้องจีพีไอจะตรวจหาดาวเคราะห์ด้วยการถ่ายภาพของดาวเคราะห์โดยตรง โดยมีส่วนฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ที่ทำหน้าที่บังแสงจ้าจากดาวฤกษ์และใช้ระบบปรับสภาพตามแสงเพื่อให้ภาพคมชัดขึ้น

บรูซ แมกอินทอช ศาสตราจารย์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด หัวหน้าคณะผู้ปฏิบัติการของจีพีไอเปรียบเทียบสั้น ๆ ว่า "เคปเลอร์มองหาเงา แต่จีพีไอมองหาแสง"  

ดาว 51 แม่น้ำบี เป็นดาวเคราะห์ต่างระบบที่มีมวลน้อยที่สุดที่เคยถ่ายภาพได้โดยตรง และยังมีอุณหภูมิต่ำมากอีกด้วย ดาวเคราะห์ประเภทเดียวกันส่วนใหญ่มีอุณหภูมิราว 650 องศาเซลเซียส แต่ดาวเคราะห์ดวงนี้มีอุณหภูมิประมาณ 425 องศาเซลเซียสเท่านั้น

ดาวเคราะห์แก๊สต่างระบบดวงอื่นที่เคยพบมามีร่องรอยของมีเทนเพียงเบาบาง คาร์บอนในบรรยากาศส่วนใหญ่อยู่ในรูปของคาร์บอนมอนอกไซด์ ในขณะที่ดาวเคราะห์แก๊สในระบบสุริยะของเราเต็มไปด้วยมีเทน จึงมีความแตกต่างกันมากแม้จะเป็นดาวเคราะห์แก๊สเหมือนกันก็ตาม แต่ดาว 51 แม่น้ำบีนี้พบเอกลักษณ์ของมีเทนในบรรยากาศเด่นชัดมาก จึงอาจเรียกได้ว่านักดาราศาสตร์พบญาติของดาวพฤหัสบดีเข้าจริง ๆ แล้ว แม้อุณหภูมิที่สูงถึง 425 องศาถือว่าร้อนกว่าดาวพฤหัสบดีมาก แต่นักดาราศาสตร์เชื่อว่าเมื่อเวลาผ่านไปดาวเคราะห์ดวงนี้ก็จะเย็นลงจนคล้ายดาวพฤหัสบดี ด้วยเหตุนี้นักดาราศาสตร์จึงเชื่อว่าดาวพฤหัสบดีในวัยแรกรุ่นอาจมีลักษณะแบบดาว 51 แม่น้ำบีนี้ก็ได้ 

ดังนั้นการศึกษาระบบสุริยะของดาว 51 แม่น้ำ อาจช่วยให้เราเข้าใจถึงการกำเนิดของดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบสุริยะของเราได้ดีขึ้นเช่นกัน

ภาพวาดดาว 51 แม่น้ำบี (51 Eridani b) ตามจินตนาการของศิลปิน

ภาพวาดดาว 51 แม่น้ำบี (51 Eridani b) ตามจินตนาการของศิลปิน (จาก Danielle Futselaar & Franck Marchis (SETI Institute))

ภาพที่ค้นพบดาว <wbr>51 <wbr>แม่น้ำบี <wbr>(51 <wbr>Eri <wbr>b) <wbr>ถ่ายในย่านรังสีอินฟราเรดใกล้โดยกล้องจีพีไอเมื่อวันที่ <wbr>18 <wbr>ธันวาคม <wbr>2557 <wbr> <wbr>จุดกลางภาพคือดาวฤกษ์ <wbr>แสงสว่างส่วนใหญ่จากดาวฤกษ์ถูกกรองออกไปโดยทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ <wbr>เพื่อให้เผยแสงที่ริบหรี่จากดาวเคราะห์ได้<br />

ภาพที่ค้นพบดาว 51 แม่น้ำบี (51 Eri b) ถ่ายในย่านรังสีอินฟราเรดใกล้โดยกล้องจีพีไอเมื่อวันที่ 18 ธันวาคม 2557  จุดกลางภาพคือดาวฤกษ์ แสงสว่างส่วนใหญ่จากดาวฤกษ์ถูกกรองออกไปโดยทั้งฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ เพื่อให้เผยแสงที่ริบหรี่จากดาวเคราะห์ได้
(จาก J. Rameau (UdeM)/C. Marois (NRC Herzberg))