ในโลกของดาราศาสตร์ มีบางปรากฏการณ์ที่เราเชื่อว่ามัน ต้องมี แต่กลับไม่เคยเห็นมันเกิดขึ้นต่อหน้าตัวเองจริง ๆ หนึ่งในนั้นคือ Coronal Mass Ejection หรือ CME ของดาวฤกษ์อื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ แม้เราจะเห็น CME จากดวงอาทิตย์จนเป็นเรื่องธรรมดา แต่เมื่อลองมองออกไปยังดาวฤกษ์ดวงอื่น กลับพบว่าทุกอย่างไม่ง่ายเลย การที่ดาวทั้งดวงมีสนามแม่เหล็กห่อหุ้มอยู่รอบตัว และการที่พลาสมาไอออนในบรรยากาศดาวมีความหนาแน่นสูง ทำให้สัญญาณที่เราควรจะเห็นถูกกลืนไปเกือบทั้งหมด ทำให้การตามหา CME นอกระบบสุริยะกลายเป็น “ปริศนาค้างคา” ที่วงการติดตามมานานหลายทศวรรษแบบไม่สามารถฟันธงได้สักครั้ง
อย่างไรก็ตามในงานวิจัยใหม่ที่เพิ่งได้รับการตีพิมพ์ในชื่อ Radio burst from a stellar coronal mass ejection ได้พูดถึงการยืนยันการตรวจจับ CME จากดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรก ถือว่าเป็นอีกหนึ่งหมุดหมายสำคัญของการศึกษาดาวฤกษ์ โดยสัญญาณนั้นมาจากระบบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างออกไป 130-133 ปีแสงจากระบบสุริยะของเราในระบบดาว StKM 1-1262
สิ่งที่ทำให้เรื่องนี้ยากเป็นพิเศษคือ CME ไม่ได้ทิ้งร่องรอยง่าย ๆ ให้สังเกตเหมือนปรากฏการณ์อื่นของดาวฤกษ์ เช่น Flare หรือการเปลี่ยนแปลงความสว่าง โรคระบาดของวงการดาราศาสตร์คือเรามักจะ “เดา” จากสิ่งที่เห็นว่า อาจจะเป็น CME แต่ไม่ใช่หลักฐานแบบที่ใครก็ปฏิเสธไม่ได้ การจะบอกว่ามี CME จริง ๆ ต้องเห็นผลจากปรากฎการณ์ทางฟิสิกส์ ที่แสดงว่ามวลพลาสมาถูกเร่งจนหลุดออกจากอิทธิพลของสนามแม่เหล็กดาว และวิธีที่ดีที่สุดคือการดักฟังสัญญาณ type II Radio Burst สัญญาณที่เกิดจาก Shock Front ของ CME ที่กำลังไหลทะลวงชั้น Corona ออกไปสู่ช่องว่างระหว่างดาวซึ่งสัญญาณนี้แทบจะเป็น “DNA” ของ CME เลยก็ว่าได้
แต่การจะได้สัญญาณนี้ไม่ใช่เรื่องง่าย โลกเราต้องการกล้องวิทยุที่ไวต่อความถี่ต่ำมาก ๆ เพื่อฟังเสียงที่เบาบางระดับหลุดรอดจากพลาสมาออกมาได้ ซึ่ง LOFAR หรือ Low Frequency Array คือตัวเอกของเรื่องนี้ เครื่องมือขนาดมหึมาบนยุโรปที่ทำหน้าที่เหมือนเครือข่ายหูยักษ์ ฟังคลื่นวิทยุที่ไหลผ่านอวกาศด้วยความละเอียดที่น่าขนลุกพอจะจับปรากฏการณ์ครั้งนี้ได้ สิ่งที่ทีมวิจัยพบคือสัญญาณที่มีการลดความถี่ลงอย่างเป็นระเบียบตามเวลา หรือ Frequency Drift และมีรูปแบบ Polarization ที่เข้ากันกับ Type II Burst ในตำราของดวงอาทิตย์ทุกประการ
ถึงอย่างนั้น LOFAR เพียงอย่างเดียวก็ยังไม่พอ เพราะเราจะต้องรู้ว่าดาวดวงนี้มีอุณหภูมิของ Corona เท่าไร หมุนเร็วแค่ไหน มีพลังงานสะสมอยู่ในบรรยากาศดาวมากน้อยเพียงใด เพื่อยืนยันว่าสิ่งที่เห็นไม่ใช่ปรากฏการณ์อื่น เช่น Flare ธรรมดา ทีมงานจึงหันไปพึ่งข้อมูลจาก XMM-Newton กล้องโทรทรรศน์ X-Ray ของ ESA ที่สามารถบอกอุณหภูมิ ความสว่าง และสภาพพลาสมาร้อนรอบดาวได้ละเอียดมาก เมื่อพวกเขานำข้อมูล X-ray และข้อมูล Radio มาซ้อนกัน ทุกอย่างจึงลงล็อกอย่างสมบูรณ์ สิ่งที่เห็นไม่ใช่แค่สัญญาณแปลก ๆ แต่มันคือ CME ที่หลุดออกจากดาวขนาด Early M Dwarf ชื่อ StKM 1-1262 จริง ๆ การค้นพบในครั้งนี้คือคำตอบที่ชัดเจนที่สุดเท่าที่เราเคยมีมา และมันเปิดยุคใหม่ของการศึกษาสภาพอวกาศหรือ Space Weather ระดับนอกระบบสุริยะ ที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นเพียงจินตนาการในแบบจำลองเท่านั้น
ทั้งหมดนี้เริ่มต้นจากสัญญาณวิทยุเบา ๆ ที่แทรกตัวอยู่ใน Noise ของจักรวาล แต่ด้วยเทคโนโลยี Radio Astronomy รุ่นใหม่ การประสานงานของกล้องโทรทรรศน์หลายชนิด และการอ่านฟิสิกส์ Magnetized Plasma อย่างละเอียดยิบ เราจึงสามารถเห็นการปะทุครั้งแรกของดาวแคระแดงในแบบที่ไม่สามารถเถียงได้อีกต่อไปว่า “นี่คือ CME” และนี่คือจุดเริ่มต้นของเรื่องราวทั้งหมดที่กำลังจะเปลี่ยนมุมมองของเราเกี่ยวกับชีวิตในจักรวาล
ขนาดดวงอาทิตย์ยังน่ากลัว แล้วดาวแคระแดงที่แรงกว่า 300 เท่าล่ะ
สิ่งที่ทำให้การค้นพบครั้งนี้ไม่ได้เป็นแค่การยืนยัน CME จากดาวอื่น แต่กลายเป็น “คำเตือน” ต่อการเลือกดาวที่มนุษย์จะไปตั้งถิ่นฐานในอนาคตด้วย ในกรณีที่เราล้ำถึงขั้นจะออกไปในระบบสุริยะอื่น ดาวที่เรากำลังศึกษานี้จัดอยู่ในกลุ่ม Early M Dwarf ดาวชนิดที่นักดาราศาสตร์รู้กันดีว่ามันทั้งเล็ก ทั้งมืด ทั้งดูไม่เป็นภัยอะไรจากภายนอก แต่ภายในกลับซ่อนสนามแม่เหล็กที่รุนแรงชนิดเหนือมนุษย์ธรรมดาจะจินตนาการได้ ดาว M Dwarf ส่วนใหญ่หมุนเร็วกว่า ดวงอาทิตย์ 10–50 เท่า และสนามแม่เหล็กของมันสามารถแรงกว่าได้ถึง 300 เท่า การหมุนเร็วเช่นนี้ทำให้พลาสมาร้อนในบรรยากาศชั้นนอกของมันถูกกวนแบบต่อเนื่อง เหมือนหม้อไฟที่ปิดล้อมด้วยฝาปิดแม่เหล็กหนาทึบ และพร้อมจะระเบิดได้ทุกเมื่อที่แรงภายในสูงพอจะทะลุออกมา
เมื่อทีมวิจัยประเมินความเร็วของ CME ของ StKM 1-1262 ตัวเลขที่ได้คือ 2,400 กิโลเมตรต่อวินาที ตัวเลขที่ถ้าเป็น CME ของดวงอาทิตย์ เราจะพบเพียงครั้งเดียวในทุก ๆ 2,000 ครั้งเท่านั้น เรียกได้ว่าเป็น “ตัวท็อปของท็อป” ในกระแสลมสุริยะทั้งระบบ แม้ดวงอาทิตย์ของเราจะมี CME ที่น่ารำคาญอยู่เรื่อย ๆ แต่ความเร็วระดับนี้คือหมัดที่มีพลังมากพอจะระเบิดเกราะป้องกันของดาวเคราะห์แทบทุกดวงที่เข้าใกล้ เพราะพลังงานจลน์ที่มาพร้อมความเร็วขนาดนี้คือระดับที่สามารถกัดเซาะบรรยากาศออกไปทีละชั้น ๆ จนเหลือแต่หินเปล่า
ทีนี้ลองคิดภาพตามง่าย ๆ ดาวแคระแดงเป็นดาวที่เล็กกว่าดวงอาทิตย์ก็จริง แต่ “Habitable Zone” ของมันอยู่ใกล้กว่ามาก ดาวเคราะห์ที่หวังจะมีน้ำของเหลวจึงต้องโคจรชิดจนแทบแนบผิวดาว ซึ่งฟังเผิน ๆ ก็เหมือนจะดี เพราะทำให้ระบบเล็ก ๆ แบบนี้ยิ่งน่าลุ้น แต่ความจริงคือมันใกล้เกินไปในมุมของ Space Weather ดาวเคราะห์ที่อยู่ชิดแบบนั้นเหมือนเอาโลกไปไว้ในปากปล่องภูเขาไฟที่พ่นพลาสมาร้อนทุกสัปดาห์ พอโดน CME ระดับนี้สักครั้งหนึ่ง อาจเสียบรรยากาศไปมากพอจะเปลี่ยนจากโลกที่เคยมีทะเลเป็นดาวที่กลายเป็นหินแห้งผากแบบดาวพุธได้ภายในเวลาไม่กี่ล้านปีเท่านั้น
และอย่าลืมว่า M Dwarf ไม่ได้ปล่อยพลาสมาหนัก ๆ แค่ครั้งเดียวแล้วจบ แต่มันปล่อย Flare บ่อยแบบ “จับเวลาได้” ด้วยซ้ำ นักดาราศาสตร์เคยเจอ Flare พลังยักษ์จากดาวแคระแดงระดับที่มากกว่าดวงอาทิตย์เป็นร้อย ๆ เท่า ซึ่งหมายความว่าถ้า CME แบบ 2400 กิโลเมตรต่อวินาที ไม่ใช่เหตุการณ์โชคร้ายครั้งเดียว แต่เป็นสิ่งที่เกิดซ้ำได้เป็นสิบครั้งต่อศตวรรษ ดาวเคราะห์ในระบบนี้แทบไม่มีวันสร้างบรรยากาศขึ้นมาใหม่ได้ทัน แรงปะทะจากพายุแม่เหล็กและพลาสมาร้อนจะคอยกัดเซาะชั้นอากาศตลอดเวลาเหมือนโดน Sandblasting แบบไม่หยุด
ทั้งหมดนี้ทำให้เราเห็นภาพใหญ่ที่น่ากลัวอย่างหนึ่ง ก็คือโลกที่เราจะไปอยู่ได้รอบดาว M dwarf ที่เป็นความหวังของวงการ Exoplanet มานาน อาจไม่ได้ “น่าอยู่จริง” แบบที่โมเดลบอกไว้ เมื่อเรานับรวมพลังของ Space Weather แบบโหดเหี้ยมของดาวจำพวกนี้เข้าไปด้วย มันทำให้ปริศนาว่า “ทำไมเรายังไม่เจอดาวน่าอยู่เต็มไปหมดใน Milky Way” ดูมีคำตอบมากขึ้น คือพวกมันอาจถูกล้างบรรยากาศทิ้งตั้งแต่ยังไม่ทันมีเวลาให้ชีวิตเริ่มต้นด้วยซ้ำ
จาก Solar Template สู่ Exostellar Space Weather
การตรวจพบ CME จาก StKM 1-1262 คือจุดเปลี่ยนของการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ เพราะจนถึงวันนี้นักวิทยาศาสตร์ต้องอาศัย “การเทียบกับดวงอาทิตย์” เป็นหลัก ไม่ว่าจะเป็นความถี่ของ CME ความเร็วของพลาสมา หรือพลังงานของพายุแม่เหล็ก ทั้งหมดนี้ถูกนำไปใช้กับดาวฤกษ์ที่มีมวล สนามแม่เหล็ก และการหมุนที่ต่างกันโดยไม่มีข้อมูลตรง ๆ รองรับ การยืนยันสัญญาณ Type II Burst แบบไม่ต้องเถียงกันอีกต่อไป จึงปิดฉากยุคของการคาดเดา และเปิดประตูสู่การใช้ข้อมูลจริงในการเขียนแบบจำลอง Space Weather ของดาวฤกษ์อื่นอย่างเป็นระบบครั้งแรก
ระบบที่เคยถูกคาดหวังอย่าง TRAPPIST-1 หรือ Proxima อาจถูกประเมินใหม่อย่างรอบคอบ เพราะถ้าดาวแม่มีพายุรุนแรงในระดับที่พบครั้งนี้ การมีดาวเคราะห์อยู่ใน “Habitable Zone” ก็ไม่ได้รับประกันความน่าอยู่แม้แต่น้อย กล้องรุ่นใหม่อย่าง Square Kilometre Array หรือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ NewAthena จะเข้ามามีบทบาทสำคัญในการตามล่าประชากรของ CME นอกระบบสุริยะ เพื่อสร้างฐานข้อมูลที่มั่นคงพอสำหรับตีความสภาพแวดล้อมของโลกอื่นจริง ๆ
ท้ายที่สุด นี่คือการเปลี่ยนมุมมองต่อ habitability จากโจทย์ง่าย ๆ ที่เคยถามว่า “อยู่ระยะที่มีน้ำได้หรือไม่” ไปเป็นคำถามที่ลึกกว่าอย่าง “ดาวฤกษ์แม่ยอมให้ดาวเคราะห์สร้างและรักษาบรรยากาศได้หรือเปล่า” CME ครั้งนี้ทำให้เราเห็นว่าในจักรวาลที่ดูสงบ อาจมีพายุระดับทำลายล้างซ่อนอยู่ในแสงสลัวของดาวเล็ก ๆ และถ้าเราจะตามหาโลกที่มีชีวิต เราจำเป็นต้องเข้าใจพายุพวกนี้ให้มากพอ เพราะมันอาจเป็นตัวตัดสินว่าชีวิตจะมีโอกาสเกิดขึ้นหรือหายไปก่อนจะเริ่มต้นด้วยซ้ำ
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
