ทีมงานกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Kepler เปิดเผยการค้นพบดาวเคราะห์ที่ใกล้เคียงโลกที่สุด

[ฟ้าเปลี่ยนสี]

ทีมงานกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Kepler เปิดเผยการค้นพบดาวเคราะห์ที่ใกล้เคียงโลกมากที่สุด
Last Updated on Friday, 24 July 2015 11:08

วันที่ 23 กรกฎาคม 2558 ทีมงานกล้องโทรทรรศน์อวกาศได้เปิดเผยการค้นพบดาวเคราะห์ Kepler-452b ซึ่งอยู่ห่างออก 1,400 ปีแสง ในทิศทางของกลุ่มดาวหงส์ โดยดาวเคราะห์ดวงนี้มีขนาดใหญ่กว่าโลก 60% และโคจรรอบดาวฤกษ์ประเภท G2 เช่นเดียวกับดวงอาทิตย์ ที่ระยะห่างใกล้เคียงกับระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์จากโลก ทุกๆ 385 วัน ซึ่งจัดได้ว่านี่เป็นการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีลักษณะวงโคจรใกล้เคียงกับโลกมากที่สุด

[attach=1]

ภาพ: ภาพดาวเคราะห์ Kepler-452b โคจรรอบดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ ในจินตนาการของศิลปิน
ภาพโดย NASA Ames/JPL-Caltech/T. Pyle

ดาวเทียม Kepler คืออะไร?

        ดาวเทียม Kepler คือกล้องโทรทรรศน์อวกาศ ที่ถูกส่งออกไปเพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

เราสามารถหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้อย่างไร?

https://youtu.be/12FNULsMIFg

วีดีโอจำลองการหรี่ลงของดาวฤกษ์ขณะที่เกิดอุปราคาที่สามารถตรวจพบได้โดยดาวเทียม Kepler โดย NASA Ames and Dana Berry

ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นนั้น มีความสว่างน้อยกว่าดาวฤกษ์มาก และอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์เกินกว่ากล้องโทรทรรศน์ใดๆ ที่มนุษย์เคยประดิษฐ์ขึ้นมาจะสามารถแยกแยะออกจากกันได้ ดังนั้นเราจึงไม่สามารถที่จะ "เห็น" ดาวเคราะห์อื่นนอกระบบสุริยะได้ (ขนาดดาวพลูโตเรายังไม่เคยเห็นรายละเอียดจนกระทั่งส่งยานไปสำรวจ) วิธีที่เราสามารถค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบได้ ก็คือการสังเกตการเกิดอุปราคาของดาวเคราะห์ ดาวเทียม Kepler จะทำการบันทึกภาพท้องฟ้าในบริเวณเดียวกัน ซ้ำกันไปเรื่อยๆ และเปรียบเทียบความสว่างของดาวฤกษ์ โดยส่วนมากแล้วดาวฤกษ์จะมีความสว่างเท่าเดิม แต่เมื่อใดก็ตามที่มีดาวเคราะห์เคลื่อนผ่าน ความสว่างของดาวฤกษ์จะลดลงเล็กน้อย และกลับขึ้นมาใหม่เมื่ออุปราคาได้สิ้นสุดลง อัตราการลดลงของความสว่างจะสามารถบ่งบอกถึงขนาดของดาวเคราะห์ได้ และคาบในการโคจรจะสามารถบ่งบอกถึงระยะห่างได้

Habitable Zone คืออะไร?

[attach=2]

ภาพเปรียบเทียบ Habitable zone รอบๆ ดวงอาทิตย์ ระบบดาวฤกษ์ Kepler-452 และระบบดาวฤกษ์ Kepler-186 โดย NASA/JPL-CalTech/R. Hurt

เรายังไม่ทราบว่า สิ่งมีชีวิตนอกโลกจะมีรูปร่างหน้าตาและอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมอย่างไร เนื่องจากเรายังไม่เคยพบมัน แต่จากสิ่งมีชีวิตที่เราพบได้บนโลก ในสภาพแวดล้อมต่างๆ กัน เราพบว่าสิ่งมีชีวิตทุกชนิดบนโลกต้องอาศัย "น้ำ" ในสภาพของของเหลว ดังนั้นหากเราต้องการพบสิ่งมีชีวิตนอกโลก สิ่งแรกที่เราอาจจะพยายามหาดูได้ ก็คือการค้นหาดาวเคราะห์ที่มีน้ำเป็นของเหลวอยู่บนพื้นผิว

ถึงแม้ว่าเราอาจจะไม่ทราบองค์ประกอบของดาวที่เราพบ หรือทราบได้แน่ชัดว่าดาวดวงนั้นมีน้ำหรือไม่ แต่หากดาวเคราะห์ดวงนั้นอยู่ใกล้ดาวฤกษ์เกินไป น้ำก็จะระเหยเป็นไอไปหมด และหากอยู่ไกลเกินไป น้ำก็จะแข็งเป็นน้ำแข็งหมด เราเรียกบริเวณระยะห่างที่พอเหมาะเพียงพอที่จะพบน้ำที่เป็นของเหลวได้ ว่า Habitable Zone ซึ่งขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและขนาดของดาวฤกษ์

น้ำสำคัญอย่างไร? ทำไมเราต้องการหาน้ำที่เป็นของเหลวในการหาสิ่งมีชีวิต?

        สิ่งมีชีวิตที่พบบนโลกมีลักษณะที่แตกต่างกันได้มาก พืชและแบคทีเรียบางชนิดไม่ต้องการออกซิเจน ระบบนิเวศในมหาสมุทรบางแห่งไม่ต้องการแสงอาทิตย์ แบคทีเรียบางชนิดสามารถอยู่ในน้ำพุร้อนอุณหภูมิสูง ความเป็นกรดสูง หรือในบ่อน้ำที่เต็มไปด้วยโลหะหนักหรือสารมลภาวะ แต่สิ่งที่สิ่งมีชีวิตทุกชนิดมีก็คือ "น้ำ" น้ำมีคุณสมบัติที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิตหลายประการ เช่น เป็นตัวทำละลายที่ดี ทำให้สามารถละลายสารอาหารที่จำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตได้ มีความจุความร้อนจำเพราะสูง เหมาะแก่การรักษาระดับอุณหภูมิ เมื่อแข็งตัวแล้วความหนาแน่นจะลดลง ทำให้น้ำแข็งลอยขึ้นข้างบนและปกคลุมผิวน้ำก่อนที่สิ่งมีชีวิตทั้งหมดจะแข็งตาย นอกจากนี้ น้ำยังสามารถสร้างพันธะไฮโดรเจนซึ่งจำเป็นต่อกระบวนการหลายอย่างสำหรับสิ่งมีชีวิตบนโลก และน้ำยังสามารถหาได้ง่ายในเอกภพ เราเชื่อว่าสิ่งมีชีวิตน่าจะต้องการตัวทำละลายเพื่อถ่ายเทสารอาหารและของเสีย และทุกวันนี้เรายังไม่พบตัวทำละลายใดที่เหมาะสมแก่การดำรงชีวิตไปได้ดีกว่าน้ำ

ก่อนหน้านี้เราเคยพบดาวเคราะห์นอกระบบมาก่อนหรือไม่?

[attach=3]

ภาพแสดงดาวเคราะห์ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศค้นพบ โดยแกน x เป็นคาบการโคจร แกน y เป็นขนาดรัศมีเทียบกับโลก จุดสีน้ำเงินแสดงดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบก่อนเดือนมกราคม 2015 จุดสีเหลืองแสดงดาวที่ค้นพบใหม่ในรายงานเดือนกรกฎาคม 2015 ภาพโดย NASA Ames/W. Stenzel

เราได้ทำการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบมาแล้วกว่า 20 ปี อย่างไรก็ตาม ด้วยข้อจำกัดในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบทำให้ดาวเคราะห์ส่วนมากที่เราค้นพบนั้น เป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ และอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มาก แต่ด้วยเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าทำให้เราสามารถค้นพบดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็กลง และอยู่ห่างไกลจากดาวฤกษ์มากขึ้นเรื่อยๆ เราเคยมีการค้นพบดาวเคราะห์ที่อยู่ใน habitable zone มาก่อนแล้ว แต่เป็นเพียงดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ เป็นพวกดาวยักษ์ก๊าซที่ไม่มีพื้นแข็งที่สิ่งมีชีวิตจะยืนอยู่ได้ และเราเคยมีการค้นพบดาวเคราะห์แข็งมาก่อนแล้ว แต่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์จนเกินกว่าจะมีน้ำเป็นของเหลวได้

เราเคยมีการค้นพบดาวเคราะห์ขนาดใกล้เคียงกับโลกที่อยู่ใน habitable zone มาก่อนหรือไม่?

[attach=4]

ภาพแสดงขนาดดาวเคราะห์นอกระบบต่างๆ ที่อยู่ใน habitable Zone ที่ทีมงาน Kepler ค้นพบ
ภาพโดย NASA/JPL-CalTech/R. Hurt

[attach=5]

ภาพแสดงดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเล็กที่พบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Kepler ที่อยู่ในแถบ Habitable Zone โดยแกน x คือพลังงานที่ได้รับบนพื้นผิว แกน y คืออุณหภูมิของดาวฤกษ์ในระบบ ภาพโดย NASA Ames/N. Batalha and W. Stenzel

เมื่อเดือนเมษายน ปี 2014 ทีมงาน Kepler ได้รายงานการค้นพบดาวเคราะห์ Kepler-186f ซึ่งมีขนาดใกล้เคียงกับโลก และอยู่ใน habitable zone รอบๆ ดาวฤกษ์ชนิด K ซึ่งจัดเป็นดาวแคระน้ำตาล เนื่องจากดาวฤกษ์ชนิด K มีอุณหภูมิที่ต่ำกว่ามาก habitable zone จึงอยู่ใกล้ดาวฤกษ์นี้กว่ามาก จึงแตกต่างจากดาว Kepler-452b ที่โคจรอยู่รอบดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ ที่ระยะห่างใกล้เคียงกับโลก

ปัจจุบันนี้ เราพบดาวเคราะห์นอกระบบแล้วกี่ดวง?

        ถ้ารวม Kepler-452b ไปด้วย ปัจจุบันนี้เราพบดาวเคราะห์นอกระบบที่ยืนยันแล้ว 1,030 ดวง นอกจากนี้ยังมีดาวเคราะห์นอกระบบอีก 4,696 ดวงที่ยังรอการยืนยัน

เราจะไปเยือน Kepler-452b เมื่อไหร่?

        ล่าสุดเราเพิ่งจะส่งยานสำรวจไปพลูโต ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นเพียงจุดหนึ่งจุด เราอาจจะคิดว่าเราก็น่าจะสามารถส่งยานสำรวจไปดาวดวงนี้ได้เช่นกัน แต่หากเทียบระยะทางแล้ว ดาวพลูโตมีระยะห่างประมาณ 0.0005 ปีแสง (4.5 ชั่วโมงแสง) แต่ใช้เวลาตั้ง 9 ปีในการเดินทางสำหรับวัตถุที่ส่งออกจากโลกเร็วที่สุด หากเราจะไปเดินทางไป Kepler-452b ซึ่งระยะทาง 1,400 ปีแสง ด้วยความเร็วเท่าเดิม เราจะต้องใช้เวลาทั้งสิ้น... 25 ล้านปีเท่านั้นเอง

ดาวเคราะห์ Kepler-452b มีสิ่งมีชีวิตหรือไม่?

[attach=6]

ภาพเปรียบเทียบดาวเคราะห์ Kepler-452b และโลกของเรา แสดงให้เห็นถึงขนาดที่แตกต่างกันและดาวฤกษ์ที่ใกล้เคียงกันมากของทั้งสองระบบ ภาพโดย NASA/JPL-Caltech/T. Pyle

เรายังไม่ทราบว่าดาวเคราะห์ Kepler-452b มีสิ่งมีชีวิตหรือสภาพแวดล้อมที่เหมาะแก่การดำรงชีวิตได้หรือไม่ และเรายังไม่ทราบองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนี้ แต่จากขนาดเราค่อนข้างมั่นใจว่าดาวเคราะห์ Kepler-452b จะเป็นดาวเคราะห์หิน ที่มีวงโคจรอยู่ใกล้เคียงกับวงโคจรของโลกของเรา โดยโคจรรอบดาวฤกษ์ G2 คล้ายดวงอาทิตย์ของเรา ทุกๆ 385 วัน ดาวฤกษ์ดวงนี้มีอายุ 6 พันล้านปีหรือมากกว่าดวงอาทิตย์ของเรา 1.5 พันล้านปี จึงมีอุณหภูมิสูงกว่าเล็กน้อย

เราอาจจะไม่ทราบว่าดาวเคราะห์ Kepler-452b มีมนุษย์ต่างดาวหรือไม่ แต่ที่แน่ๆ ก็คือเรามีตัวอย่างที่ชัดเจนว่าดาวเคราะห์หินที่อยู่ที่ระยะห่างเท่านี้จากดาวฤกษ์ประเภท G2 สามารถมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ จึงมีความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์นี้อาจจะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ (แต่ในขณะเดียวกันก็อาจจะไม่มี) และการที่เราสามารถค้นพบดาวเคราะห์แบบนี้ที่อื่นได้ ก็เป็นไปได้สูงว่ายังมีดาวเคราะห์อีกมาก ที่มีลักษณะใกล้เคียงกับโลกของเรา

ดังนั้นคำถามสำหรับศตวรรษนี้ อาจจะไม่ใช่ว่ามีชีวิตอื่นอยู่นอกระบบสุริยะของเราหรือไม่อีกต่อไป แต่ที่น่าจะถามมากกว่าก็คือ "เราจะเจอสิ่งมีชีวิตอื่นเมื่อไหร่?"

ข้อมูลอื่นๆ คงต้องรอจนกว่าทีมจะออกมาแถลงข่าวกันอย่างเป็นทางการ ติดตามรออีกสักนิดครับ


เรียบเรียงโดย
มติพล   ตั้งมติธรรม
เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์