พบไอน้ำ (และอาจมีฝน) บนบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรก ในเขตอยู่อาศัยได้

ด้วยข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล นักดาราศาสตร์สามารถยืนยันการตรวจพบไอน้ำในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ K2-18b ซึ่งนี่เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกและดวงเดียวที่เราพบว่ามีน้ำ และอยู่ในเขตที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตได้

ห่างจากโลกของเราไปราว 110 ปีแสง ในกลุ่มดาวสิงโต K2-18b มีขนาดใหญ่กว่าเพียง 2 เท่าของโลกเท่านั้น แต่มีมวลมากกว่าอยู่ถึง 8 เท่าด้วยกัน ซึ่งขนาดของมันทำให้ถูกจำแนกอยู่ในดาวเคราะห์นอกระบบประเภท Mini-Neptune ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าโลก แต่เล็กกว่าดาวเนปจูน (ส่วนนี้น่าสนใจตรงที่เราพบเห็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะจำพวกนี้อยู่ทั่วไปในจักรวาล แต่กลับไม่มีอยู่ในระบบสุริยะของเรา)

K2-18b ใช้เวลา 33 วันในการโคจรรอบดาวฤกษ์ 1 รอบ ซึ่งดาวฤกษ์ของมันนั้นเป็นดาวแคระแดง นั่นหมายความว่าอาจมีการปล่อย Stellar wind ออกมามากกว่าดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ และ K2-18b ก็จะต้องรับรังสีที่ถูกปล่อยออกมาเหล่านั้นไปนั่นเอง

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์เป็นกล้องตัวแรกที่ค้นพบ K2-18b ในปี 2015 ด้วยการใช้วิธี Transit คอยดูแสงที่หรี่ลงของดาวฤกษ์ เมื่อถูกดาวเคราะห์เคลื่อนตัดผ่านหน้า ซึ่งเป็นวิธีการเดียวกันกับที่อีกมากกว่า 2,000 ดวงได้ถูกค้นพบด้วยกล้องตัวเดียวกัน

การค้นพบในครั้งนี้ได้ถูกเผยแพร่ลงใน Nature Astronomy และนำทีมโดย Björn Benneke นักวิจัยด้านดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มหาวิทยาลัย Montreal ซึ่งได้ใช้ข้อมูลจากกล้องฮับเบิล ที่เก็บขึ้นเมื่อช่วงปี 2016-2017 ที่ผ่านมา เพื่อนำมาวิเคราะห์ดูส่วนประกอบในชั้นบรรยากาศของ K2-18b ซึ่งความยากของมันนั้นถูกเทียบราวกับว่าคุณกำลังสังเกตไฟฉายในโตเกียว จากอำเภอเบตง โดยในไฟฉายนั้นมีแมลงวันอยู่ ซึ่งนั่นแทนเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเรา และสิ่งที่นักดาราศาสตร์ต้องทำคือหาคำตอบให้ได้ว่าปีกของแมลงวันตัวนั้นเป็นสีอะไรกันแน่

แต่ก็ยังโชคดีที่ K2-18b มีชั้นบรรยากาศที่กินพื้นที่ขึ้นในอวกาศอยู่พอสมควร และดาวฤกษ์ของมันก็เป็นเพียงดาวแคระแดง ซึ่งไม่ได้สว่างเท่ากับดวงอาทิตย์ของเราและดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ ทำให้การศึกษาชั้นบรรยากาศนั้นง่ายขึ้น โดยจากการสำรวจระหว่างที่มันตัดผ่านหน้าดาวฤกษ์รวม 8 ครั้ง ทีมของ Benneke ได้พบว่ามีไฮโดรเจนกับฮีเลียมในชั้นบรรยากาศ รวมทั้งไอน้ำที่มีความคล้ายคลึงกับกระบวนการควบแน่นเป็นเมฆ ซึ่งหมายความว่าเป็นไปได้ที่บนดาวดวงนี้อาจมีฝนตกเหมือนบนโลกของเรา

อย่างไรก็ตาม น่าเสียดายที่การค้นพบในครั้งนี้ไม่ได้แปลว่าเราจะมีโอกาสพบสิ่งมีชีวิตบน K2-18b ได้ เนื่องจากขนาดของดาวที่เป็น 2.3 เท่าของโลก และข้อมูลที่ค่อนข้างจำกัดเกี่ยวกับส่วนประกอบบนผิวดาว ทำให้มีความเป็นไปได้สูงมากว่ามันอาจเป็นดาวเคราะห์แก๊สมากกว่าดาวเคราห์หิน ที่ส่วนใหญ่จะมีขนาดไม่เกิน 1.6 เท่าของโลกเท่านั้น และหากมันเป็นดาวเคราะห์หินจริงแต่ถูกปกคลุมด้วยชั้นบรรยากาศที่หนามาก ก็มีความเป็นไปได้น้อยมาก ๆ ที่เราจะค้นพบสิ่งมีชีวิตอยู่บนดาว

รางวัลใหญ่อย่างการค้นพบดาวเคราะห์หินที่มีน้ำในชั้นบรรยากาศ และอยู่ในเขตอยู่อาศัยได้ยังคงรอคอยให้ถูกค้นพบอยู่ต่อไป หรือแม้แต่รางวัลแจ๊คพ็อตอย่างการค้นพบสิ่งมีชีวิตต่างดาวก็ตาม ซึ่งเราก็ได้แค่หวังว่าสักวันพวกเราจะได้ร่วมฉลองเหตุการณ์สำคัญดังกล่าว

แต่อย่างน้อย K2-18b ก็จะเป็นหนึ่งในเป้าหมายที่น่าสนใจสำหรับการสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์รุ่นใหม่ในอนาคต ไม่ว่าจะเป็นกล้องเจมส์เว็บ หรือกล้อง ARIEL ที่มีแผนจะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศภายใน 10 ปีต่อจากนี้ ซึ่งจะช่วยเพิ่มความเข้าใจในจักรวาลของเราให้มากยิ่งขึ้นอย่างแน่นอน

UPDATE – 9:58 น. แก้ไขเพื่อขยายความว่า K2-18b มีขนาดใหญ่กว่าโลกอยู่ที่ 2 เท่า

เรียบเรียงโดยทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง:

ESA/Hubble – Hubble Finds Water Vapor on Habitable-Zone Exoplanet for the First Time

Water Vapor on the Habitable-Zone Exoplanet K2-18b