สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดาวพร็อกซิมาบี ดาวเคราะห์ชุ่มน้ำหรือดาวเคราะห์แล้งน้ำ?

22 ก.พ. 2560
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นับจากที่มีการค้นพบดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าบี ซึ่งเป็นดาวเคราะห์บริวารของดาวพร็อกซีมาคนครึ่งม้า นักดาราศาสตร์ต่างกระตือรือล้นที่จะสำรวจดาวเคราะห์เพื่อนบ้านดวงนี้ แม้ระบบสุริยะนี้จะอยู่ไกลเกินกว่าจะส่งยานใดไปสำรวจ แต่ก็ยังมีความพยายามศึกษาสภาพแวดล้อมบนดาวเคราะห์ดวงนี้ว่าจะเป็นอย่างไรด้วยวิธีการต่าง 

ดาวพร็อกซิมาบี หรือดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าบี (Proxima Centauri b) เป็นดาวเคราะห์บริวารของดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้า ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด อยู่ห่างออกไปเพียง 4.25 ปีแสง ดาวเคราะห์ต่างระบบดวงนี้มีมวลอย่างน้อย 1.3 เท่าของโลก โคจรอยู่ในเขตเอื้ออาศัย ซึ่งเป็นระยะที่ไม่ใกล้และไม่ไกลจากดาวฤกษ์จนเกินไป มีอุณหภูมิพอเหมาะที่จะทำให้มีน้ำอยู่บนพื้นผิวในสถานะของเหลวได้

นักวิทยาศาสตร์จากห้องวิจัยฟิสิกส์ดาราศาสตร์มาร์แซร์ในฝรั่งเศสได้สร้างแบบจำลองการกำเนิดดาวเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อดูว่าสภาพของดาวพร็อกซิมาบีจะเป็นไปในรูปแบบใด ผลที่ได้มีความหลากหลายอย่างยิ่ง 

ผลลัพธ์หนึ่งแสดงว่า ดาวพร็อกซิมาบีมีรัศมี 1.4 เท่าของโลก มีองค์ประกอบเป็นหินและน้ำอย่างละครึ่ง เรียกว่าเป็นดาวเคราะห์แห่งมหาสมุทรโดยแท้ เพราะพื้นผิวทั้งหมดเป็นมหาสมุทรที่ลึกถึง 200 กิโลเมตร ไม่มีแผ่นดินโผล่พ้นน้ำออกมาเลย มีบรรยากาศเล็กน้อยคล้ายโลก ซึ่งนับว่าเป็นสภาพที่เอื้อต่อการมีสิ่งมีชีวิต

แบบจำลองอีกแบบหนึ่ง แสดงว่าดาวพร็อกซิมาบีอาจมีโครงสร้างแบบดาวพุธ มีรัศมี 0.94 เท่าของโลก มีความหนาแน่นสูงมาก แก่นกลางเป็นโลหะที่มีมวลมากถึง 65 เปอร์เซ็นต์ของทั้งดวง เปลือกดาวเป็นหิน มีน้ำประมาณ 0.05 เปอร์เซ็นต์โดยมวล ซึ่งเป็นสัดส่วนใกล้เคียงกับโลก 

แต่งานวิจัยอีกฉบับหนึ่งที่นำโดยเอ็ดเวิร์ด ไกแนน จากมหาวิทยาลัยวิลลาโนวากลับชี้ว่า ดาวพร็อกซิมาบีน่าจะเป็นดาวแล้งมากกว่า โดยเขาได้อธิบายว่า

"ดาวฤกษ์ทุกดวงมีช่วงชีวิตก่อนที่จะเป็นดาวฤกษ์เต็มตัวเรียกว่า ดาวก่อนเกิด ช่วงนี้มีลักษณะเป็นดวงแล้ว แต่ยังต้องสะสมมวลเพิ่มขึ้นเพื่อให้มากพอที่จะจุดปฏิกิริยาหลอมไฮโดรเจนที่ใจกลางได้ ดาวแคระแดงมีช่วงของการเป็นดาวก่อนเกิดนานราวหลายร้อยล้านปี แม้จะยังถือว่าเป็นตัวอ่อน แต่ดาวก่อนเกิดสว่างกว่าดาวเต็มวัยมากถึงราว 50 เท่า  แม้เมื่อเข้าสู่ช่วงเป็นดาวเต็มตัวแลัว ดาวแคระชนิดเอ็มแรกเกิดก็เป็นทารกที่เกรี้ยวกราดมาก แผ่รังสีอัลตราไวโอเล็ตมากกว่าดาวประเภทเดียวกันที่มีอายุเท่าดวงอาทิตย์ 10-20 เท่า และแผ่รังสีเอกซ์มากกว่าดาวประเภทเดียวกันที่มีอายุเท่าดวงอาทิตย์ราว 100 เท่า นอกจากนี้ยังปล่อยการลุกจ้ารุนแรงออกมา หากดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ในระยะใกล้ไม่มีสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นพอ ลมดาวที่รุนแรงจากดาวฤกษ์จะพัดเอาบรรยากาศที่ห่อหุ้มอยู่หายไปจนหมด"

"เมื่อพิจารณาปัจจัยต่าง ๆ เข้าด้วยกันแล้ว จะพบว่าดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าในยุคต้นมีสภาพเลวร้ายต่อการดำรงชีวิตยิ่งกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบัน หากดาวพร็อกซิมาบีกำเนิดขึ้น ณ บริเวณที่มันอยู่ในปัจจุบัน แสดงว่าดาวเคราะห์ดวงนี้ต้องเคยตกอยู่ในขุมนรกนาน 300-400 ล้านปี" ไกแนนกล่าว

วิกทอเรีย มีโดวส์ จากมหาวิทยาลัยวอชิงตัน ซึ่งได้ศึกษาสภาพของดาวพร็อกซิมาบีด้วยการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ ผลปรากฏว่าหลังจากที่ดาวพร็อกซิมาบีกำเนิดขึ้นมาได้ราวห้าพันล้านปี หากเคยมีน้ำบนผิวดาวเคราะห์ดวงนี้ก็จะหลงเหลืออยู่เพียงน้อยนิดหรืออาจหายไปทั้งหมด รังสีเข้มข้นที่ดาวฤกษ์สาดเข้ามาได้แผดเผาให้น้ำระเหยไป ไฮโดรเจนที่เคยเป็นองค์ประกอบของน้ำได้หลุดลอยออกจากดาวเคราะห์ไป ส่วนออกซิเจนจะยังคงอยู่ และอาจอยู่ในบรรยากาศที่มีออกซิเจนเป็นหลัก บรรยากาศแบบดาวศุกร์ที่มีคาร์บอนไดออกไซด์เป็นหลักก็อาจเป็นไปได้เช่นกัน

อย่างไรก็ตาม หากดาวพร็อกซิมาบีมีต้นกำเนิดที่อยู่ไกลจากดาวฤกษ์มากกว่าที่อยู่ในปัจจุบัน ไกลพอที่ไฮโดรเจนบนดาวจะคงอยู่ได้ แล้วค่อยย้ายวงโคจรเข้าไปใกล้ดาวฤกษ์ในเวลาต่อมา โอกาสที่ดาวเคราะห์นี้จะมีสภาพที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตก็ยังพอเป็นไปได้

ดาวแคระชนิดเอ็ม <wbr>เป็นดาวที่มีการลุกจ้ารุนแรง <wbr>ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์บริวารที่อยู่ใกล้ <wbr><br />

ดาวแคระชนิดเอ็ม เป็นดาวที่มีการลุกจ้ารุนแรง ซึ่งเป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์บริวารที่อยู่ใกล้ 
(จาก NASA Goddard Space Flight Center / S. Wiessinger)

ภาพในจินตนาการของศิลปิน <wbr>แสดงขอบฟ้า <wbr>ณ <wbr>ดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าบี <wbr> <wbr>มองเห็นดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าซึ่งเป็นดาวแม่ <wbr>เคียงข้างยังมีดาวแอลฟาและบีตาคนครึ่งม้าซึ่งเป็นดาวฤกษ์อีกสองดวงในระบบดาวเดียวกัน<br />

ภาพในจินตนาการของศิลปิน แสดงขอบฟ้า ณ ดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าบี  มองเห็นดาวพร็อกซิมาคนครึ่งม้าซึ่งเป็นดาวแม่ เคียงข้างยังมีดาวแอลฟาและบีตาคนครึ่งม้าซึ่งเป็นดาวฤกษ์อีกสองดวงในระบบดาวเดียวกัน
(จาก ESO / M. Kornmesser)