สมาคมดาราศาสตร์ไทย

คราวนี้ของจริง ดาวเคราะห์ของดาวบาร์นาร์ด

คราวนี้ของจริง ดาวเคราะห์ของดาวบาร์นาร์ด

30 พ.ย. 2561
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ของดาวดวงอื่นมาแล้วนับพันดวง แม้แต่ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดอย่างพร็อกซิมาคนครึ่งม้า (Proxima Cen) ก็พบว่ามีดาวเคราะห์เป็นบริวารด้วย และล่าสุดเมื่อกลางเดือนพฤศจิกายนที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ก็ประกาศการค้นพบดาวเคราะห์ในระบบเพื่อนบ้านอีกดวงหนึ่ง

ดาวเคราะห์ต่างระบบดวงนี้มีชื่อว่า ดาวบาร์นาร์ดบี (Barnard's star b) บริวารของดาวบาร์นาร์ด (Barnard's star) อยู่ห่างออกไปเพียง ปีแสง นับเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเป็นลำดับที่สี่ถัดจากดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้า หรือจะนับว่าใกล้เป็นอันดับสองก็ได้ เพราะสามอันดับแรกเป็นดาวในระบบดาวเดียวกันชื่อ แอลฟาคนครึ่งม้า (Alpha Cen)

แม้จะเป็นดาวที่ริบหรี่จนมองด้วยตาเปล่าไม่เห็น แต่ดาวบาร์นาร์ดก็เป็นดาวที่น่าสนใจมาก และนับเป็นดาวดวงแรก ๆ ที่มีข่าวว่าพบดาวเคราะห์บริวาร โดยเมื่อเกือบ 50 ปีก่อน นักดาราศาสตร์ ชื่อ พีเทอร์ วันเดอคัมพ์ ประกาศการค้นพบว่าดาวบาร์นาร์ดมีการส่ายไปมา ซึ่งแสดงถึงวัตถุที่ยังมองไม่เห็นโคจรรอบพร้อมส่งแรงดึงดูดรบกวนให้ดาวส่าย ซึ่งวัตถุที่มองไม่เห็นนั้นก็น่าจะเป็นดาวเคราะห์นั่นเอง อย่างไรก็ตาม เวลาต่อมามีการพบว่าการส่ายที่วันเดอคัมพ์อ้างถึงนั้นเป็นความคลาดเคลื่อนจากในการสังเกตการณ์เอง แล้วเรื่องราวของดาวเคราะห์ของดาวบาร์นาร์ดก็ค่อย ๆ จางหายไปจากความสนใจนับจากนั้น

แผนผังแสดงตำแหน่งของดาวฤกษ์เพื่อนบ้านของดวงอาทิตย์ ดาวบาร์นาร์ดอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เป็นอันดับสองรองจากพร็อกซิมาคนครึ่งม้า (จาก NASA PhotoJournal)


ความที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มาก กระตุ้นให้นักดาราศาสตร์จำนวนหนึ่งอยากจะค้นหาดาวเคราะห์ของดาวบาร์นาร์ดต่อ จนในที่สุด เมื่อกลางเดือนพฤศจิกายนที่ผ่านมา คณะนักดาราศาสตร์จากหอดูดาวยุโรปซีกใต้ (อีเอสโอ) ร่วมกับสถาบันวิทยาศาสตร์คาร์เนกีและอื่น ๆ ได้ประกาศว่าค้นพบดาวเคราะห์ของดาวบาร์นาร์ดจริง ๆ เข้าแล้ว

การค้นพบครั้งนี้เป็นการค้นพบด้วยวิธีเดียวกับที่วันเดอคัมพ์ใช้เมื่อห้าสิบปีก่อน เรียกว่าวิธีตรวจวัดความเร็วตามแนวรัศมี แต่แน่นอนว่าเป็นการสำรวจด้วยเครื่องมือที่ทันสมัย แม่นยำ และความไวสูงกว่าเดิมมาก บวกกับพลังในการประมวลผลของคอมพิวเตอร์สมัยใหม่ ทำให้นักดาราศาสตร์เชื่อว่าการค้นพบครั้งนี้ไม่ใช่ความผิดพลาดแน่นอน 

ดาวบาร์นาร์ดเป็นดาวชนิดดาวแคระแดง มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีเพียงเล็กน้อยเท่านั้น  (จาก Wikimedia Commons)

ภาพตามจินตนาการของศิลปิน แสดงสภาพพื้นผิวบนดาวบาร์นาร์ดบี ดาวเคราะห์บริวารของดาวบาร์นาร์ด (จาก ESO/M. Kornmesser.)


วิธีหาดาวเคราะห์จากความเร็วตามแนวรัศมีใช้หลักการว่า ขณะที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ แรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์จะรบกวนให้ดาวฤกษ์แกว่งไกวไปมา เหมือนนักกีฬาขว้างค้อนที่เหวี่ยงค้อนไปรอบตัว ตัวนักกีฬาเองก็จะโยกเนื่องจากการกระทำของค้อนเช่นกัน ดังนั้น หากดาวฤกษ์ดวงใดมีตำแหน่งเปลี่ยนไปมาก็เชื่อได้ว่ามีวัตถุส่งแรงมารบกวน ซึ่งสิ่งนั้นอาจเป็นดาวเคราะห์ก็ได้ นักดาราศาสตร์จึงทราบได้ว่ามีดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ดวงนี้อยู่จริงแม้จะมองไม่เห็นก็ตาม ที่ผ่านมามีดาวเคราะห์ต่างระบบที่ถูกค้นพบด้วยวิธีนี้มาแล้วนับร้อยดวง

บาร์นาร์ดบี เป็นดาวเคราะห์ที่เล็กที่สุดและอยู่ห่างจากดาวแม่ที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์ต่างระบบที่ค้นพบด้วยวิธีเดียวกัน

ภาพในจินตนาการของศิลปินของดาวบาร์นาร์ดบี ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ต่างระบบประเภทซูเปอร์โลก  (จาก NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle.)


ดาวบาร์นาร์ด ดาวที่ใกล้ดวงอาทิตย์เป็นอันดับสอง มีการเคลื่อนที่เฉพาะสูงมาก ภาพนี้แสดงการเปลี่ยนตำแหน่งของดาวบาร์นาร์ดในช่วงระหว่างปี 2534-2550  


อิกนาซี ริบัส จากสถาบันการศึกษาอวกาศแห่งกาตาลุญญาของสเปน  หัวหน้าคณะนักดาราศาสตร์ที่ค้นพบดาวเคราะห์ของดาวบาร์นาร์ดในครั้งนี้อธิบายว่า "เราได้วิเคราะห์ข้อมูลการสังเกตการณ์จากกล้องโทรทรรศน์หลายแห่งที่เก็บไว้ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา สร้างเป็นฐานข้อมูลขนาดมหึมา จากการวิเคราะห์ข้อมูลอย่างถ้วนถี่ เรามั่นใจถึง 99 เปอร์เซ็นต์ว่ามีดาวเคราะห์รอบดาวบาร์นาร์ดจริง" 
"อย่างไรก็ตาม เรายังคงสำรวจดาวดวงนี้ต่อไปเพื่อหาเหตุอื่นที่อาจทำให้เราตีความผิด เช่นการแปรแสงของดาวซึ่งอาจลวงให้เข้าใจผิดว่าเป็นผลจากดาวเคราะห์ก็เป็นได้" 

คาดว่าดาวบาร์นาร์ดบีเป็นดาวเคราะห์ประเภทซูเปอร์โลก ซึ่งหมายถึงดาวเคราะห์หินเช่นเดียวกับโลกแต่มีขนาดใหญ่กว่า มีมวล 3.2 เท่าของโลก โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ครบรอบใช้เวลา 233 วัน แต่เนื่องจากดาวบาร์นาร์ดเป็นดาวที่แผ่รังสีน้อยมาก เพียง 0.4 เปอร์เซ็นต์ของดวงอาทิตย์ ดาวบาร์นาร์ดบีจึงเย็นมาก อุณหภูมิพื้นผิวน่าจะอยู่ที่ประมาณ -150 องศาเซลเซียส ซึ่งหนาวเย็นจนไม่น่าจะมีสิ่งมีชีวิตอุบัติขึ้นได้

ดาวบาร์นาร์ด ได้ชื่อตาม เอ็ดเวิร์ด อีเมอร์สัน บาร์นาร์ด นักดาราศาสตร์จากหอดูดาวเยอร์คีส์ ซึ่งเป็นคนแรกที่สังเกตเห็นการเคลื่อนที่เฉพาะที่เร็วผิดปกติของดาวดวงนี้ในปี 2459 การเคลื่อนที่เฉพาะคือการเคลื่อนที่ตามขวางของวัตถุโดยไม่คำนึงถึงการเคลื่อนที่ในแนวรัศมี เหตุที่ดาวบาร์นาร์ดมีการเคลื่อนที่เฉพาะสูงมากเป็นเพราะดาวบาร์นาร์ดเดินทางมาจากส่วนอื่นของดาราจักรผ่านเข้ามาในละแวกใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ ซึ่งต่างจากดาวใกล้ดวงอื่น ๆ ที่เกาะกลุ่มเคลื่อนที่รอบดาราจักรทางช้างเผือกด้วยกันพร้อมกับดวงอาทิตย์ ดังนั้นดาวบาร์นาร์ดจึงเป็นเพื่อนบ้านของเราในฐานะดาวแวะผ่านเท่านั้น หลังจากนั้นก็จะผ่านเลยไปจนห่างดวงอาทิตย์ไปเรื่อย