สรุปทุกข้อมูลที่ควรรู้เกี่ยวกับ (ว่าที่) ดวงจันทร์นอกระบบดวงแรก

ดวงจันทร์บริวารนั้นพบได้ทั่วไปในระบบสุริยะของเรา โดยเฉพาะกับบรรดาดาวเคราะห์แก๊ส ที่ต่างมีดวงจันทร์บริวารมากกว่าสิบดวงขึ้นไป แต่ล่าสุดภารกิจตามล่าดวงจันทร์นอกระบบนั้นก็ได้เข้าใกล้ความจริงมากยิ่งขึ้น เมื่อนักดาราศาสตร์สองท่านเชื่อว่าพวกเขาได้พบหลักฐานชิ้นสำคัญ ที่ระบุการมีอยู่ของดวงจันทร์นอกระบบ โคจรรอบดาวเคราะห์ที่ห่างจากโลกไปราว 8,000 ปีแสง

ก่อนที่จะเข้าไปสู่เรื่องราวของมัน เรามาทำความคุ้นเคยกับ “ว่าที่” ดวงจันทร์นอกระบบที่คุณ Alex Teachey และ David Kipping จากมหาวิทยาลัย Columbia ได้ค้นพบกันก่อน โดยมันมีชื่อว่า Kepler-1625b-i โคจรรอบดาวเคราะห์นอกระบบชื่อ Kepler-1625b ในระบบดาวของ Kepler-1625 (พอจับทางวิธีตั้งชื่อได้แล้วใช่ไหม) ดังนั้นเพื่อป้องกันความสับสนในบทความนี้ ผู้เขียนจะอ้างอิงถึงวัตถุนั้น ๆ เป็นดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และดวงจันทร์เท่านั้น

มันเคยเป็นข่าวเมื่อปีที่แล้ว (เพราะทวิตเตอร์)

จริง ๆ แล้วการประกาศในครั้งนี้ก็ไม่ใช่เรื่องที่ไม่ถูกคาดคิดกันมาก่อน เนื่องจากในปีที่แล้วระหว่างที่คุณ Kipping กำลังยื่นคำร้องขอเวลาบนกล้องฮับเบิล เพื่อนำมาสำรวจการมีอยู่ของดวงจันทร์เพิ่มเติม เนื่องจากเขาต้องการยืนยันข้อมูลที่ได้จากกล้อง Kepler โดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทรงพลังกว่าอย่างฮับเบิลนั่นเอง ซึ่งปัญหามันเกิดเมื่อมีนักดาราศาสตร์อีกท่านเห็นคุณ Kipping ยื่นคำร้องขอใช้กล้องฮับเบิลในปี 2017 และเอาข้อมูลนี้ไปลงทวิตเตอร์

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล – ที่มา NASA

เนื่องจากคุณ Kipping นั้นเป็นที่รู้จักในวงการว่าเป็นนักล่าดวงจันทร์นอกระบบชื่อดัง และการที่เขาจะใช้กล้องฮับเบิลนั้นก็ย่อมมีอยู่เหตุผลเดียว เขาต้องไปเจออะไรบางอย่างเกี่ยวกับดวงจันทร์ที่ว่านั้นแน่นอน และส่งผลให้โทรศัพท์ของเขาต้องเจอกับฝันร้ายย่อม ๆ เมื่อบรรดานักข่าวต่างกระหน่ำโทรเข้ามาสอบถามเรื่องราวความเป็นไป จนทำให้เขาต้องจำใจยอมเผยแพร่ผลการสำรวจที่เขาได้มาจากกล้องเคปเลอร์ไปเมื่อปีที่แล้ว

แต่หลังจากนั้นพวกเขาก็กลับมาโฟกัสกับการสำรวจโดยกล้องฮับเบิล ซึ่งแบ่งเวลามาให้ส่องไปยังดาวฤกษ์ดวงนั้นถึง 40 ชั่วโมง มากพอที่จะเห็นการเคลื่อนที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์ของดาวเคราะห์ และเป็นไปได้ที่จะพบดวงจันทร์ด้วยเช่นกัน โดยพวกเขาได้รับเวลาให้สำรวจในช่วงเดือนตุลาคม 2017 ที่ผ่านมา ก่อนจะค่อย ๆ แปลงข้อมูลที่ได้จากฮับเบิลออกมา

กล้องฮับเบิลเห็นอะไร

จากข้อมูลที่ตีพิมพ์ลงใน Science Advances เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2018 ที่ผ่านมา กล้องฮับเบิลได้เห็นการเคลื่อนผ่านดาวฤกษ์ หรือก็คือการ Transit ที่หรี่แสงจากดาวฤกษ์ลงไป โดยในครั้งแรกนั้นเป็นของดาวเคราะห์ที่เคลื่อนที่ตัดผ่าน กินเวลานานกว่า 19 ชั่วโมง และอีก 3.5 ชั่วโมงให้หลังก็พบว่าแสงจากดาวฤกษ์นั้นถูกหรี่ลงอีกเล็กน้อย เป็นสัญญาณว่านั่นอาจเป็นดวงจันทร์ที่ตามหาอยู่ก็เป็นได้

ข้อมูลจากกล้องฮับเบิล ที่เห็นแสงของดาวฤกษ์หรี่ลงโดยดาวเคราะห์ และ (ว่าที่) ดวงจันทร์ – ที่มา Cool Worlds Lab

และอีกหนึ่งหลักฐานสำคัญก็คือเวลาที่ดาวเคราะห์ควรจะเคลื่อนตัดผ่านดาวฤกษ์นั้นเกิดขึ้นก่อนที่มันควรจะเป็นถึง 77.8 นาทีล่วงหน้า ซึ่งเป็นสัญญาณว่าดาวเคราะห์อาจมีดวงจันทร์โคจรรอบมันอยู่ ซึ่งทำให้ทั้งสองดวงนั้นต้องโคจรรอบจุดศูนย์กลางแรงโน้มถ่วง หรือจุด barycenter ของทั้งสองดวง และส่งผลให้ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ตัดผ่านหน้าดาวฤกษ์ไม่ตรงกับเวลาที่เราคาดเดาไว้

ยกตัวอย่างง่าย ๆ ก็คือสมมติมีเอเลี่ยนที่ส่องมองดูเราจากระบบดาวอื่น จะเห็นโลกของเราเคลื่อนที่ตัดผ่านหน้าดวงอาทิตย์ไม่ตรงกับเวลาที่กำหนดไว้ เนื่องจากทั้งดวงจันทร์และโลกต่างโคจรรอบจุดศูนย์กลางแรงโน้มถ่วงจุดเดียวกันนั่นเอง

อย่างไรก็ตามมันก็อาจจะเป็นผลกระทบจากการมีดาวเคราะห์อีกดวงในระบบดาว Kepler-1625 ก็เป็นได้ แต่จนถึงทุกวันนี้ก็ยังไม่มีการค้นพบดาวเคราะห์อีกดวงในระบบดาวนี้ และทำให้ทฤษฏีดวงจันทร์นอกระบบก็ยังมีความเป็นไปได้อยู่

ดวงจันทร์ดวงนี้เป็นอย่างไร

แน่นอนว่าดวงจันทร์นั้นหมายถึงวัตถุ (ที่มนุษย์ไม่ได้สร้างขึ้น) ที่โคจรรอบดาวเคราะห์ และสำหรับดวงจันทร์ Kepler-1625b-i นั้นมีขนาดใหญ่พอ ๆ กับดาวเนปจูน และโคจรอยู่รอบดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ประมาณดาวพฤหัส ซึ่งดวงจันทร์ขนาดเท่ากับดาวเนปจูนนั้นไม่เคยถูกพบในระบบสุริยะของเรามาก่อน (ดวงที่ใหญ่ที่สุดยังขนาดพอ ๆ กับดาวพุธเท่านั้น) และดวงจันทร์นั้นมีมวลเป็น 1.5% ของดาวเคราะห์ ซึ่งทำให้มันคล้ายคลึงกับมวลของดวงจันทร์ของโลก ที่เป็น 1.2% ของโลกนั่นเอง

ภาพจำลองของระบบดาว Kepler-1625 – ที่มา Dan Durda

มันโคจรรอบดาวเคราะห์ที่ระยะห่างประมาณ 3 ล้านกิโลเมตร แม้จะเป็น 8 เท่าของโลกไปดวงจันทร์ แต่ด้วยขนาดที่ใหญ่ของ Kepler-1625b-i ทำให้ขนาดปรากฏบนท้องฟ้าของดาวเคราะห์นั้นจะเป็น 2 เท่าที่มนุษย์เห็นดวงจันทร์จากพื้นโลก

และทั้งดาวเคราะห์กับดาวฤกษ์ต่างโคจรอยู่ในโซนที่เอื้อต่อการมีสิ่งมีชีวิตเหมือนกับโลก ทว่าทั้งสองดวงนั้นต่างมีส่วนประกอบหลักเป็นแก๊ส ทำให้แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่ทั้งสองดวงอาจมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่

สรุปแล้วเรายืนยันการค้นพบหรือยัง

ถ้านับจนถึงวินาทีที่บทความนี้ถูกเขียนขึ้นมา Kepler-1625b-i ยังไม่ได้รับการยืนยันว่าเป็นดวงจันทร์นอกระบบดวงแรก แต่มันก็ใกล้กับสถานะนั้นอย่างมากแล้ว เรียกได้ว่าพวกเขาต้องการแค่อีกหนึ่งการสำรวจที่สามารถระบุได้ว่ามันคือดวงจันทร์นะ และนี่ก็คือหนึ่งในเหตุผลที่พวกเขาเปิดข้อมูลนี้ให้นักดาราศาสตร์และบุคคลทั่วไปเข้าถึงได้ เพื่เป็นการช่วยยืนยันกันอีกที

อย่างไรก็ตาม พวกเขาทั้งสองต่างมั่นใจกับข้อมูลที่มีอยู่ในตอนนี้อย่างมาก ว่านิยาม “ดวงจันทร์นอกระบบ” คือคำอธิบายที่ดีที่สุดสำหรับวัตถุนี้ แต่เนื่องจากมันกำลังจะเป็นดวงจันทร์นอกระบบดวงแรก ดังนั้นพวกเขาต้องสามารถยืนยันจนมั่นใจได้ว่านี่คือดวงจันทร์นอกระบบ หรือ Exomoon ที่หลายคนตามหากันอยู่จริง ๆ เหมือนกับหลาย ๆ สิ่งที่เราไม่เชื่อว่ามันอยู่จริง แต่ก็ได้ค้นพบมาแล้ว เช่น Ultrahot Jupiter หรือแม้แต่ดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกเลยด้วยซ้ำ

ภารกิจการค้นหาดวงจันทร์นอกระบบยังไม่จบ แต่เราก็เข้าใกล้ความจริงมากยิ่งขึ้นแล้ว และจะมาอัปเดทกันอีกครั้ง เมื่อไหร่ก็ตามที่ Kepler-1625b-i ได้รับการยืนยันให้เป็นดวงจันทร์นอกระบบดวงแรกแล้ว และแน่นอนว่านี่คงไม่ใช่ดวงจันทร์นอกระบบดวงเดียวที่นักดาราศาสตร์จะได้ค้นพบอย่างแน่นอน

ข้อมูลเพิ่มเติม:

Evidence for a large exomoon orbiting Kepler-1625b

Data files for “Evidence for a Large Exomoon Orbiting Kepler-1625b” by Teachey & Kipping (2018)

เรียบเรียงโดยทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง:

Evidence for a large exomoon orbiting Kepler-1625b

Hubble finds compelling evidence for a moon outside the Solar System

Why astronomers reluctantly announced a possible exomoon discovery