มาทำความรู้จักกับ ดาวเคราะห์นอกระบบ กันเถอะ

 

ความเป็นมา สถาบันวิจวัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน)

ตามที่คณะรัฐมนตรี มีมติเมื่อวันที่ 20 กรกฎาคม 2547 เห็นชอบในหลักการแก่กระทรวงวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในการจัดตั้งสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติในประเทศไทย เพื่อเฉลิมพระเกียรติ พระบาทสมเด็จพระจอมเกล้าเจ้าอยู่หัวในโอกาสฉลอง 200 ปี แห่งการพระราชสมภพในปี พ.ศ. 2547 พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัวภูมิพลอดุลยเดชในวิโรกาสเจริญพระชนมายุครบปีพระราชสมภพ 80 พรรษาในปี พ.ศ. 2550

 

นับตั้งแต่เริ่มมีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกในปี ค.ศ. 1992 จนถึงปัจจุบัน มีจำนวนที่ค้นพบและได้รับการยืนยันแล้ว มากกว่า 3400 ดวง และกำลังเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง สมาพันธ์ ดาราศาสตร์สากล ได้ให้นิยามดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะต้องอยู่ใต้เงื่อนไขดังนี้

 

โคจรรอบดาวฤกษ์หรือซากของดาวฤกษ์ (ที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์) โดยที่มวลของมันต้องไม่มากจนทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่ใจกลาง ซึ่งมวลต้องมีค่าไม่เกิน 13 เท่าของมวลของดาว พฤหัสบดีและมวลต่ำสุดจนเพียงพอที่จะทำให้แรงดึงดูดระหว่างมวลทำให้รูปทรงของดาวฤกษ์ของดาวเคราะห์มีลักษณะเป็นทรงกลมเรื่องราวของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้มีการพูดถึงและได้มีการสำรวจตั้งแต่ ศตวรรษที่ 18 จนกระทั่ง ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะถูกค้นหาจนพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1995 ได้มีการสำรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่โคจรรอบดาวฤกษ์เป็นครั้งแรก

 

วิธีตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

 

ดาวเคราะห์นอกระบบจะเป็นดาวที่จางมากๆ เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ดวงแม่ของมันในระดับคลื่นความยาวที่ตามองเห็นดาวเคราะห์เหล่านี้จะส่องสว่างน้อยกว่าดาวแม่นับล้านเท่า นอกจากความสว่างที่น้อยนิดแล้ว แสงสว่างจากดาวฤกษ์เองก็อาจจะบดบังดาวเคราะห์ไปด้วย

 

ดาวเคราะห์นอกระบบที่รู้จักโดยส่วนใหญ่เป็นการค้นพบโดยวิธีการทางอ้อมดังนี้

 

  • มาตรดาราศาสตร์ มาตรดาราศาสตร์เป็นการตรวจหาตำแหน่งที่แน่นอนของดาวบนท้องฟ้าและเฝ้าสังเกตการณ์เคลื่อนที่ของดาวเมื่อผ่านช่วงเวลาหนึ่ง โดยถ้าดาวฤกษ์มีดาวเคราะห์ในระบบ แรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์จะส่งผลต่อดวงดาวให้เคลื่อนที่เป็นวงกลมแคบๆ หรือเป็นวงโคจรแบบรีรอบๆ จุดศูนย์กลางร่วมของมวลทั้งหมด

 

  • ความเร็วแนวเล็ง หรือวิธีดอปเปลอร์ ความเร็วที่เปลี่ยนแปลงไปเมื่อดาวเคลื่อนที่เข้าหาหรือออกห่างจากโลก สามารถคำนวณย้อนไปจากระยะห่างของเส้นสเปกตรัมของดาวฤกษ์

 

  • การจับเวลาพัลซาร์ ดาวพัลซาร์ คือเศษดาวเล็กๆ ที่หนาแน่นมากที่ระเบิดเหมือนซูเปอร์โนวา จะส่งคลื่นวิทยุอย่างแรงออกมาในขณะที่มันกำลังหมุนตัวอยู่ ความผิดปกติจากระยะเวลาส่งคลื่นวิทยุเป็นจังหวะๆ ทำให้สามารถตรวจการเปลี่ยนแปลงหรือทำให้สังเกตได้ถึงการเคลื่อนไหว
  • การเคลื่อนผ่าน ถ้าดาวเคราะห์เดินทางข้ามหรือเคลื่อนผ่านด้านหน้าของแผ่นจานดาวฤกษ์ดวงแม่ของมันจะมีลักษณะคล้ายเลนส์ ทำให้แสงที่อยู่ไกลออกไปด้านหลังขยายใหญ่มากขึ้น ทำให้สามารถตรวจจับความผิดปกติของส่วนโค้งของแสงจากปรากฏการณ์เลนส์ได้

 

  • จานฝุ่นละออง จานของฝุ่นละอองในอวกาศ จะห่อหุ้มอยู่รอบๆ ดาวฤกษ์หลายดวง เราสามารถตรวจจับฝุ่นละอองดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านไปผ่านมา วิธีนี้เป็นวิธีที่น่าเชื่อถือมากที่สุดในการค้นหาดาวเคราะห์ในระบบดาวคู่

 

  • เฟสการโคจร ดาวเคราะห์นอกระบบก็มีเฟสคล้ายกันกับดวงจันทร์และดาวศุกร์ โดยที่เฟสการโคจรจะขึ้นอยู่กับความเอียงของระนาบการโคจร

 

  • การวัดโพลาไรซ์ แสงของดาวฤกษ์จะถูกโพลาไรซ์โดยโมเลกุลของชั้นบรรยากาศซึ่งสามารถตรวจได้จากเครื่องวัดโพลาไรซ์

 

คำถามที่ยังหาคำตอบไม่ได้

 

มีคำถามที่ยังตอบไม่ได้จำนวนมากเกี่ยวกับคุณสมบัติของดาวเคราะห์นอกระบบ อย่างเช่น รายละเอียดขององค์ประกอบของดาวและโอกาสที่ดาวเหล่านี้จะมีดวงจันทร์เป็นของตัวเองในปัจจุบันพบว่าดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากไม่มีน้ำ ซึ่งแสดงว่ายังคงต้องศึกษาสมบัติของดาวเคราะห์เพิ่มเติมกันต่อไป อีกคำถามหนึ่งคือสิ่งมีชีวิตในดาวเคราะห์นอกนอกระบบหรือไม่มี ดาวเคราะห์หลายๆ ดวงมีวงโคจรอยู่ในระยะที่มีสิ่งมีชีวิตได้ ซึ่งมีโอกาสที่เงื่อนไขหลายประการทำให้ดาวเคราะห์เหล่านั้นเป็นดาวเคราะห์คล้ายๆ โลกแต่ดาวเคราะห์ส่วนมากที่พบเจอจะไปคล้ายกับดาวพฤหัสบดีมากกว่า