Exoplanet ESO ถ่ายภาพระบบสุริยะคล้ายเรา พร้อมดาวแก๊สยักษ์ ห่างไป 390 ปีแสงได้อย่างไร
ESO ถ่ายภาพระบบสุริยะคล้ายเรา พร้อมดาวแก๊สยักษ์ ห่างไป 390 ปีแสงได้อย่างไร

Chottiwatt Jittprasong in ESO

ESO ถ่ายภาพระบบสุริยะคล้ายเรา พร้อมดาวแก๊สยักษ์ ห่างไป 390 ปีแสงได้อย่างไร

July 24, 2020

European Southern Observatory หรือ ESO ได้เปิดเผยภาพแรกของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ 2 ดวงในระบบดาวที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ของเรา และได้ตีพิมพ์ใน Paper ชื่อ Two Directly Imaged, Wide-orbit Giant Planets around the Young, Solar Analog TYC 8998-760-1

นักดาราศาสตร์ได้ใช้อุปกรณ์ที่ชื่อว่า SPHERE หรือ Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet Research ในกล้อง VLT ของหอดูดาว ESO เพื่อถ่ายรูประบบดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังโคจรรอบดาว TYC 8998-760-1 ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ Type K3 อยู่ห่างออกไป 309 ปีแสงในกลุ่มดาว Musca (กลุ่มดาวแมลงวัน) มีมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ของเราแต่มีอายุเพียงแค่ 16.7 ล้านปีเท่านั้นเอง เทียบกับดวงอาทิตย์เราที่มีอายุถึง 4.6 พันล้านปี ถือว่าอายุน้อยมาก ๆ

ระบบ Optic System ของ SPHERE อุปกรณ์ที่ถูกพัฒนาขึ้นมาและนำไปติดตั้งกับกล้องโทรทรรศน์สมรรถภาพสูงอย่าง VLT ที่มา – ESO/VLT/SPHERE

เดิมระบบดาวนี้มีดาวเคราะห์นอกระบบที่ชื่อว่า TYC 8998-760-1b อยู่แล้วซึ่งมีรัศมีประมาณ 3 เท่าของดาวพฤหัสบดีกับมวลอีกมากกว่า 14 เท่า แต่รอบนี้ ESO สามารถถ่ายภาพของระบบดาว TYC 8998-760-1 กับดาวเคราะห์ในระบบของมันพร้อมด้วยการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงใหม่ชื่อว่า TYC 8998-760-1c ซึ่งมีมวลมากกว่า 6 เท่าเทียบกับดาวพฤหัสบดีเลยทีเดียว ซึ่งนับเป็นการค้นพบที่ใหญ่พอสมควร

การถ่ายภาพ Exoplanet ด้วยวิธีการ Direct Imaging ของดาว Beta Pictoris b อยู่ห่างออกไป 63 ปีแสง ที่มา – ESO/Lagrange/SPHERE 

โดยปกติแล้ว การถ่ายรูประบบดาวแบบตรง ๆ หรือ Direct Imaging เป็นเรื่องที่ยากมาก เพราะด้วยระยะที่มากกว่า 390 ปีแสงบวกกับปัจจัยอื่น ๆ เช่น แสงรบกวนทั้งบนโลกและในอวกาศก็พร้อมที่จะเป็นอุปสรรคต่อการถ่ายภาพแบบ Direct imaging ได้ โดยเฉพาะการถ่ายภาพดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังโคจรอยู่ในระบบดาวฤกษ์ยิ่งเป็นเรื่องที่ยาก เพราะแสงจากดาวฤกษ์ที่สว่างกว่าแสงจากดาวเคราะห์หลายเท่าอาจจะกลบแสงทั้งหมดที่สะท้อนมาจากดาวเคราะห์ได้ทำให้เราได้มาแค่ภาพของดาวฤกษ์

การถ่ายภาพระบบดาว TYC 8998-760-1 ครั้งนี้ใช้สิ่งที่เรียกว่า Coronagraph เพื่อป้องกันไม่ให้แสงจากดาวฤกษ์มากลบแสงของดาวเคราะห์นอกระบบ และนี่ก็คือภาพ Direct imaging ที่ ESO ถ่ายได้

ภาพระบบดาว TYC 8998-760-1 ที่ถูกถ่ายและ Process ทำให้เราเห็นดาวเคราะห์ขนาดยักษ์สองดวงโคจรรอบดาวแม่ของมัน – ที่มา ESO

จากภาพจุดสว่างขาวที่มีลูกศรชี้คือ ดาวเคราะห์นอกระบบ TYC 8998-760-1b ซึ่งค้นพบมาก่อนหน้านี้แล้วแต่ยังไม่มีการถ่ายรูป ส่วนจุดสีส้มอ่อน ๆ ที่มีลูกศรชี้ตรงมุมขวาล่าง คือ ดาวเคราะห์นอกระบบ TYC 8998-760-1c ที่ค้นพบใหม่ ส่วนจุดสว่าง ๆ ที่มีกลุ่มเมฆสีส้มล้อมรอบ คือ ดาวฤกษ์ TYC 8998-760-1 นอกนั้นคือดาวพื้นหลังทั้งหมด

ดาว TYC 8998-760-1b แล 1c อยู่ห่างจากดาวแม่ของมันประมาณ 160 AU และ 320 AU ซึ่งเป็นระยะที่เรียกได้ว่าไกลมาก ๆ ถ้าเทียบกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรา และถ้าหากสังเกต ถ้าไม่มีลูกศรชี้ว่าดาวไหนเป็นดาวไหน เราจะไม่รู้เลยว่าอันไหนคือดาวเคราะห์นอกระบบอันไหนคือดาวพื้นหลัง นั่นคือความท้าทายของ Direct imaging

กล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope ของ ESO ผู้สร้างหลากหลายการค้นพบทางดาราศาสตร์ ที่มา – ESO

นักดาราศาสตร์จะใช้เทคนิคที่คล้ายการทำ Parallax แต่ไม่จำเป็นต้องทำเป็นระยะเวลา 6 เดือนเหมือนการหาระยะทางทั่วไป เพียงแต่ใช้วิธีถ่ายรูปทิ้งไว้สักพักก่อนแล้วเปรียบเทียบภาพที่ถ่ายได้ในช่วงเวลาที่ต่างกันเพื่อหาว่าอันไหนคือดาวที่อยู่ Foreground อันไหนคือดาวที่อยู่ Background แล้วอันไหนคือระบบดาวที่เรากำลังจะถ่าย

หลักการง่าย ๆ ก็คือยิ่งดาวอยู่ไกลมากเท่าไหร่เวลาถ่ายภาพ ดาวมันจะเคลื่อนที่ไปจากเดิมเพียงเล็กน้อยส่วนดาวไหนที่มันเคลื่อนที่แบบจากอีกฝั่งไปอยู่อีกฝั่งหรือเคลื่อนที่เร็วผิดปกติคือดาวที่อยู่ Foreground อยู่หน้าวัตถุที่เราจะถ่าย ส่วนระบบดาวไหนที่เคลื่อนที่ไปตาม ๆ กันเป็นกลุ่มแสดงว่าอยู่ที่ระยะทางเดียวกันและอยู่ระบบเดียวกันนั่นเอง

การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในระบบดาวที่มีลักษณะคล้ายคลึงดวงอาทิตย์จะทำให้เราสามารถสังเกตการณ์แบบจำลองในอดีตของระบบสุริยะเราได้ว่าก่อตัวอย่างไร มีที่มาที่ไปอย่างไรซึ่งนั่นจะทำให้เราสามารถคาดการณ์ที่มาที่ไปของระบบสุริยะและโลก บ้านเกิดของเราได้เช่นกัน

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO





MORE