Exoplanet ดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์กอดกัน NASA พบดาวเคราะห์นอกระบบที่มีวงโคจรใกล้กับดาวแม่ของมันมาก
ดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์กอดกัน NASA พบดาวเคราะห์นอกระบบที่มีวงโคจรใกล้กับดาวแม่ของมันมาก

Chottiwatt Jittprasong

ดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์กอดกัน NASA พบดาวเคราะห์นอกระบบที่มีวงโคจรใกล้กับดาวแม่ของมันมาก

September 17, 2020

เมื่อวันที่ 16 กันยายน 2020 กล้องยานสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ Transiting Exoplanet Survey Satellite หรือ TESS และข้อมูลเก่าจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer ซึ่งปลดระวางไปแล้ว ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่สามารถโคจรรอบดาวแคระขาวซึ่งเป็นดาวแม่ของมันได้โดยไม่แตกเป็นชิ้น ๆ ซะก่อน โดยดาวแคระขาวของระบบนี้มีชื่อว่า WD 1856+534 ซึ่งนักดาราศาสตร์คาดว่าเป็นเศษซากของดาวหมดอายุขัยที่มีคุณสมบัติคล้ายดวงอาทิตย์โดยมีขนาดใหญ่กว่าโลกเพียง 40% เท่านั้นเอง ส่วนดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรรอบ WD 1856+534 มีชื่อว่า WD 1856 b มีขนาดประมาณดาวพฤหัสบดีซึ่งใหญ่กว่าดาวแม่ของมันกว่า 7 เท่าด้วยซ้ำไป

WD 1856 b โคจรรอบดาวแม่ของมันทุก ๆ 34 ชั่วโมง หมายความว่า 1 ปีบนดาวเคราะห์นอกระบบดวงนี้เท่ากับ 34 ชั่วโมง เรียกได้ว่าโคจรเร็วกว่าดาวพุธโคจรรอบดวงอาทิตย์กว่า 60 เท่า

ในขณะที่ TESS กำลังทำ Sector Scan (สามารถอ่านบทความเกี่ยวกับวิธีการหาดาวเคราะห์นอกระบบของ TESS ได้ที่นี่) โดยการทำ Sector Scan นั้นเป็นการใช้กล้องถ่ายรูป 4 ตัวของ TESS ถ่ายภาพของ Southern Hemisphere 4 ภาพมุม 25 องศา แล้วนำภาพทั้ง 4 ภาพมาประกอบกันเป็นภาพมุม 96 องศา นับเป็นหนึ่ง Observation Sector จากนั้นจึงขยับกล้องไปสำรวจตำแหน่งอื่นและทำ Sector Scan ซ้ำ อีกรวมเป็นทั้งหมด 13 Sectors จากนั้นจึงเปลี่ยนไปทำ Northern Hemisphere อีก 13 Sectors จึงจะได้ภาพท้องฟ้าคลอมคลุม 360 องศา ซึ่งแต่ละ Sector อาจใช้เวลาเป็นเดือนเลยทีเดียว

การทำ Sector Scan ของ TESS – ที่มา NASA

ซึ่งระหว่างการทำ Sector Scan เพื่อหาการ Transit ของดาวเคราะห์นอกระบบด้วยการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวฤกษ ์ (หากมีดาวเคราะห์นอกระบบผ่านหน้าดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์จะมีความสว่างลดลง) TESS ก็พบเข้ากับดาวเคราะห์นอกระบบ WD 1856 b อยู่ห่างออกไป 80 ปีแสง ในกลุ่มดาวมังกร ซึ่งกำลังโคจรรอบดาวแคะขาวขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 18,000 กิโลเมตร และคาดว่าเป็นดาวที่มีอายุกว่า 10 พันล้านปีแล้ว (เพราะว่าอุณหภูมิพื้นผิวเย็นมาก) แต่ที่น่าตกใจก็คือดาวเคราะห์และดาวฤกษ์ทั้งสองมันโคจรใกล้กันมากในระดับที่เรียกว่ากอดกันยังได้ เพราะว่าขนาดระบบดาวคู่ก็ยังไม่โคจรกันใกล้ขนาดนี้ ยิ่งไปกว่านั้นมันอยู่ตรงนั้นโดยไม่แตกเป็นเสี่ยง ๆ ได้ยังไง

https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/wd_1856.png
ภาพจำลองดาวเคราะห์น้อยนอกระบบ WD 1856 b และดาวฤกษ์ของมัน – ที่มา NASA’s Goddard Space Flight Center

โดยปกติเมื่อดาวฤกษ์มวลเท่าดวงอาทิตย์หรือใกล้เคียงออกจากลำดับหลัก (Main Sequence) กล่าวคือ Hydrogen ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานในการทำปฎิกิริยาฟิวชั่นของดาวเริ่มหมดเหลือแต่ Helium ในแกนกลางของดาว มันจะยังเหลือ Hydrogen อยู่จำนวนหนึ่งที่เปลือกนอกของดาวเรียกว่า Hydrogen Shell ซึ่งเมื่อไม่มีแรง Thermonuclear มาสร้างกำลังขยายตัวต้านแรงโน้มถ่วงของตัวมันเอง ดาวจะเริ่มยุบตัวลงจนกระทั่งอุณหภูมิเปลือกนอกของดาวสูงขึ้นจนเกิดปฎิกิริยาฟิวชั่นที่เปลือกนอกเรียกว่า Hydrogen shell burning ซึ่งจะทำให้ดาวขยายตัวอย่างรวดเร็วเป็นดาวยักษ์แดงแระระหว่างที่มันขยายตัวมันจะสูญเสียมวลชั้นนอกไปด้วยกว่า 80% ของมวลทั้งหมดจากนั้นจึงหดตัวลงอีกครั้งกลายเป็นดาวแคระขาว เพราะหลักการนี้เองจึงทำให้มันเป็นไปไม่ได้ที่ WD 1856 b จะก่อตัวข้าง ๆ ดาวฤกษ์ของมัน ไม่งั้นมันคงเป็นส่วนหนึ่งของดาวแม่มันไปแล้ว (โดนกิน) ระหว่างที่ดาวแม่ขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง ระยะที่ดาวเคราะห์จะอยู่รอดได้คือ 50 เท่าของที่มันอยู่ตอนนี้ จึงจะรอดจากการโดนกินโดยดาวยักษ์แดง

หมายความว่าตอนที่ดาว WD 1856+534 ยังเป็นดาวในลำดับหลัก WD 1856 b จะต้องอยู่ไกลจากมันมากกว่านี้นั่นเอง โดยนักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าอาจเกิดจากการรบกวนวงโคจรของ WD 1856 b ให้โค้งเข้าหาดาวแม่ของมันมากขึ้นและเมื่อวงโคจรมีลักษณะโค้งหรือ Eliptical มันก็จะค่อย ๆ เปลี่ยนลักษณะของวงโคจรเป็นวงกลมตามกฏแรงดึงดูดเมื่อดาวเคราะห์ค่อย ๆ สูญเสียแรงโคจรแบบรี ซึ่งทฤษฏีที่เป็นไปได้มากที่สุดคือ ดาวเคราะห์น้อยนอกระบบขนาดพอ ๆ กับดาวพฤหัสบดี รบกวนวงโคจรของ WD 1856 b ทำให้วงโคจรของมันไม่เสถียรจนถูกดาวฤกษ์ค่อย ๆ ดูดเข้าไปใกล้มากขึ้นเรื่อย ๆ หรืออีกทฤษฏีซึ่งสันนิษฐานว่าดาวฤกษ์ G229-20 A และ B ซึ่งอยู่ใกล้ ๆ ระบบดาว WD 1856 b หรือแม้แต่ Rogue star อาจจะดันไปโคจรผ่านระบบดาวแล้วรบกวนวงโคจรของ WD 1856 b

อย่างไรก็ตาม TESS ยังไม่สามารถตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบดวงอื่นในระบบดาวนี้ได้ แต่นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าอาจจะมีดาวเคราะห์ดวงอื่นอีก แค่ยังหาไม่เจอเพราะว่า TESS มีช่วงเวลาการทำ Sector Scan ในพื้นที่เดิมเพียงแค่ 27 วัน เพราะฉะนั้นการเกิด Transit ของดาวเคราะห์นอกระบบอาจจะไม่เกิดใน 27 วันที่ TESS ทำการสำรวจก็เป็นได้ นอกจากนี้ Jame Webb Space Telescope หรือ JWST อาจจะเข้ามาช่วยในการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบดวงนี้ด้วย เช่น การตรวจสอบองค์ประกอบของดาวเคราะห์นอกระบบไม่ว่าจะเป็น น้ำ แก๊สคาร์บอนไดออกไซด์และอื่น ๆ อีกด้วยนั่นเอง

สามารถอ่านเปเปอร์งานวิจัยได้ที่นี่: A giant planet candidate transiting a white dwarf

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

A giant planet candidate transiting a white dwarf

NASA Missions Spy First Possible ‘Survivor’ Planet Hugging White Dwarf Star





Read More

บทความอื่น ๆ ที่ควรอ่านต่อ



เรื่องราวน่าสนใจ

อัพเดทเรื่องราว ข่าว และบทวิเคราะห์เจาะลึก