การวิเคราะห์สเปกตรัมในช่วงคลื่นอินฟราเรดกลาง หรือ Mid-Infrared Spectroscopy ของดาวเคราะห์นอกระบบสองดวงในระบบ YSES-1 โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb ได้เปิดเผยโครงสร้างของเมฆซิลิเกตในชั้นบรรยากาศและหลักฐานของแผ่นจานฝุ่นรอบดาวเคราะห์ ซึ่งถือเป็นข้อมูลโดยตรงครั้งแรกในระดับความละเอียดนี้ พร้อมตั้งคำถามใหม่ต่อแบบจำลองการก่อกำเนิดดาวเคราะห์ขนาดใหญ่คล้ายกับดาวพฤหัสบดีในระบบุของเรา งานวิจัยใหม่นี้ได้ถูกตีพิมพ์ลงใน Silicate clouds and a circumplanetary disk in the YSES-1 exoplanet system เผยให้เห็นถึงปรากฎการณ์ที่เราไม่เคยสังเกตได้มาก่อนนี้
ก่อนอื่นเราต้องอธิบายก่อนว่าทุกระบบดาวมีช่วงเวลาที่ดาวเคราะห์กำลังจะกลายเป็น “โลก” แต่ยังไม่ใช่โลก ช่วงที่ชั้นบรรยากาศยังไม่เสถียร เมฆยังเป็นเศษฝุ่นที่ยังไม่จับตัวเป็นโครงสร้าง และวงจรของการก่อกำเนิดดวงจันทร์เพิ่งเริ่มหมุนเป็นเกลียว และตอนนี้ เรากำลังมองเห็นช่วงเวลานั้นด้วยตาของกล้อง James Webb
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติใช้ James Webb สังเกตระบบดาวชื่อ YSES-1 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 360 ปีแสง และพบสิ่งที่ไม่เคยมีใครเคยเห็นมาก่อนในระบบเดียวกัน นั่นคือ เมฆซิลิเกตที่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์อายุน้อย และ จานฝุ่นร้อนที่อาจเป็นแหล่งป้อนมวลให้การก่อกำเนิดดวงจันทร์ ซึ่งอยู่รอบดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งในระบบเดียวกัน
ความพิเศษของการค้นพบนี้ไม่ใช่แค่สิ่งที่เจอ แต่คือวิธีที่เจอคือผ่านการวิเคราะห์สเปกตรัมช่วง Mid-Infrared ซึ่งเป็นช่วงคลื่นที่แร่ซิลิเกตดูดกลืนได้ดีที่สุดซึ่งกล้องก่อนหน้านี้ไม่สามารถเข้าถึงได้มาก่อน โดยได้มีการตรวจพบการมีอยู่ของ Pyroxene และ Olivine แบบ Amorphous บ่งบอกถึงสภาวะที่ยังร้อนและไม่ตกผลึก ซึ่งเป็นตัวบ่งชี้ว่าเมฆเหล่านี้เพิ่งเกิดขึ้นได้ไม่นาน และยังลอยอยู่ในระดับบนของชั้นบรรยากาศที่ความดันเพียง 1 มิลลิบาร์เท่านั้น
ในขณะเดียวกัน จานฝุ่นรอบดาว YSES-1b กลับแสดงการเปล่งแสงออกมาเองเรียกว่า Thermal Emission ซึ่งบ่งชี้ว่ามีฝุ่นซิลิเกตขนาดเล็กยังคงหมุนวนอยู่ แม้ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้จะมีอายุมากกว่า 16 ล้านปีแล้ว ซึ่งในทฤษฎีดั้งเดิม จานรอบดาวเคราะห์ควรสลายตัวไปแล้วตั้งแต่ต้น
ดังนั้นคำถามสำคัญจึงไม่ใช่แค่ “ทำไมเมฆยังอยู่” หรือ “ฝุ่นมาจากไหน” แต่คือ เราคิดว่าเข้าใจกระบวนการก่อกำเนิดดาวเคราะห์มากแค่ไหนกันแน่ เพราะดาวเคราะห์ทั้งสองดวงนี้ไม่ได้อยู่ในตำแหน่งที่ทฤษฎี Core Accretion จะอธิบายได้ง่าย ๆ การก่อตัวที่ระยะไกลขนาดนี้อาจต้องใช้กระบวนการแบบ Disk Instability หรือกลไกใหม่ที่เรายังไม่รู้จัก
ดังนั้นเราอาจพูดได้ว่างานวิจัยนี้คือการบันทึกช่วงเวลา “ก่อนระบบดาวจะเข้าสู่ความสมดุล” และเป็นจิ๊กซอว์ชิ้นสำคัญในการตอบคำถามใหญ่ของมนุษยชาติว่าโลกแบบเราก่อตัวมาได้อย่างไร และมีโลกแบบเรากี่แห่งในจักรวาล ซึ่งเราสามารถทำได้โดยการสังเกตการก่อกำเนิดของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะนั่นเอง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
