นักดาราศาสตร์ค้นพบ “ดาวเคราะห์” ที่โคจรอยู่รอบ “ดาวบาร์นาร์ด” ดาวฤกษ์เดี่ยวที่อยู่ใกล้ระบบสุริยะของเรามากที่สุดในปัจจุบัน ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงนี้ได้ชื่อว่า “ดาวบาร์นาร์ด บี” มีมวลราวครึ่งหนึ่งของมวลดาวศุกร์ และจัดเป็นดาวเคราะห์หินในกลุ่ม “ดาวเคราะห์เล็กกว่าโลก” (Sub-Earth)

ดาวบาร์นาร์ด (Barnard’s star) เป็นดาวฤกษ์เดี่ยวอยู่ห่างจากระบบสุริยะของเราประมาณ 6 ปีแสง และล่าสุดนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบว่ามีดาวบาร์นาร์ด บี (Barnard b) โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงแม่ที่ระยะห่างประมาณ 3.4 ล้านกิโลเมตร (หรือเพียง 5% ของระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงดาวพุธ) และใช้เวลาโคจรรอบเพียง 3 วันเท่านั้น

Recreation of the landscape of the exoplanet Barnard b orbiting its star ภาพจาก Gabriel Pérez/IAC

NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.) ให้ความรู้ว่า โฆไน กอนซาเลซ เอร์นันเดซ (Jonay González Hernández) จากสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งกานารีในประเทศสเปน ผู้นำทีมวิจัยในครั้งนี้ กล่าวว่า ดาวบาร์นาร์ด บี เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีมวลน้อยที่สุดเท่าที่ค้นพบ และเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ไม่กี่ดวงที่มีมวลน้อยกว่าโลก แต่ดาวเคราะห์ดวงนี้อยู่ใกล้ดาวดวงแม่มากไป ใกล้กว่าพื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตด้วย แม้ว่าดาวดวงแม่จะเย็นกว่าดวงอาทิตย์ราว 2,500 องศาเซลเซียส แต่พื้นผิวดาวเคราะห์ก็ร้อนไปที่จะคงน้ำให้อยู่ในสถานะของเหลวได้

การค้นพบดาวเคราะห์บาร์นาร์ด บี นั้นมาจากการใช้เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope (VLT) ซึ่งเป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ 4 ตัว บนภูเขาปารานัล (Cerro Paranal) ในทะเลทรายอาตากามา ทางตอนเหนือของประเทศชิลี ทีมนักดาราศาสตร์ทีมนี้ไม่ได้ถ่ายภาพแล้วตรวจพบดาวเคราะห์ดวงนี้โดยตรง แต่ตรวจพบจาก “การแกว่งส่าย” เพียงเล็กน้อยของดาวดวงแม่ เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ที่กระทำต่อดาวดวงแม่

จากการตรวจพบการแกว่งส่ายของดาวบาร์นาร์ด นำมาสู่การค้นพบดาวเคราะห์บาร์นาร์ด บี จากข้อมูลสเปกโตรกราฟ (อุปกรณ์บันทึกสเปกตรัม) ที่ชื่อว่า ESPRESSO ของเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ VLT จากนั้นได้ยืนยันด้วยข้อมูลจากสเปกโตรกราฟ HARPS ซึ่งเป็นสเปกโตรกราฟที่ใช้วัดอัตราเร็วในแนวเล็งของดาวดวงแม่ เพื่อหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่รอบ ๆ โดยเฉพาะที่ติดตั้งกับกล้องโทรทรรศน์ในหอดูดาวลา ซียา ในประเทศชิลี

A diagram showing the closest stars to the solar system. Though the Centauri stars are closer, Barnard's star is the closest solo star to the sun. ภาพจาก IEEC Science-Wave – Guillem Ramisa

ถึงแม้ “ดาวบาร์นาร์ด” จะเป็นดาวฤกษ์เดี่ยวที่อยู่ใกล้โลกที่สุด แต่ก็ไม่ใช่ “ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้โลกที่สุด” ตำแหน่งนี้เป็นของดาวพร็อกซิมา เซนทอรี (Proxima Centauri) อยู่ห่างจากระบบสุริยะของเราไป 4.2 ปีแสง ดาวดวงนี้เป็นสมาชิกในระบบดาวฤกษ์ 3 ดวง “อัลฟา เซนทอรี” (Alpha Centauri) ประกอบด้วยพร็อกซิมา เซนทอรี, อัลฟา เซนทอรี เอ และอัลฟา เซนทอรี บี

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากดาวบาร์นาร์ดก็นับว่าอยู่ใกล้ระบบสุริยะของเรามาก ทำให้ดาวดวงนี้เป็นหนึ่งในเป้าหมายหลักในการค้นหาดาวเคราะห์หินที่อยู่รอบ ๆ นอกจากนี้ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะแบบดาวเคราะห์หินมวลน้อย สามารถตรวจพบได้ง่ายกว่า หากดาวดวงแม่เป็น "ดาวแคระแดง" (Red dwarf : ดาวฤกษ์มวลน้อยขนาดเล็กที่มีสีแดง) ดังเช่นดาวบาร์นาร์ด

ดาวบาร์นาร์ดมีอุณหภูมิพื้นผิวราว 2,800 องศาเซลเซียส ซึ่งเย็นกว่าดวงอาทิตย์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวราว 5,600 องศาเซลเซียส และมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงประมาณ 19% ของดวงอาทิตย์

อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างดาวบาร์นาร์ดกับดวงอาทิตย์ คือ ดาวบาร์นาร์ดในฐานะดาวแคระแดง เป็นดาวฤกษ์ประเภทที่มี “โลหะ” เจือปนน้อยกว่า ซึ่งในทางดาราศาสตร์นั้น คำว่า “โลหะ” จะครอบคลุมธาตุต่าง ๆ ที่หนักกว่าไฮโดรเจนกับฮีเลียม (ต่างไปจากคำ “โลหะ” ที่เราคุ้นเคยในชีวิตประจำวัน) ซึ่งดาวฤกษ์ที่มีโลหะน้อยกว่า มีโอกาสที่จะมีดาวเคราะห์หินเกิดขึ้นมาโคจรรอบ ๆ ได้น้อยกว่า

This artist’s impression shows Barnard b, a sub-Earth-mass planet ภาพจาก ESOM. Kornmesser

แต่ประเด็นดังกล่าวก็ไม่สามารถขัดขวางกอนซาเลซ เอร์นันเดซ และทีมนักวิจัยที่พยายามหาสัญญาณบ่งชี้ถึงดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะในบริเวณรอบ ๆ ดาวบาร์นาร์ดได้ ซึ่งทีมนักวิจัยทีมนี้สนใจในเรื่องดาวเคราะห์หินที่อาจอยู่ใน “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” (Habitable zone) รอบดาวฤกษ์เพื่อนบ้านดวงนี้

“พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต” เป็นบริเวณที่น่าสนใจทางชีวดาราศาสตร์ เป็นพื้นที่รอบดาวฤกษ์ที่หากมีดาวเคราะห์หินที่มีความดันจากบรรยากาศ ณ พื้นผิวดาวเคราะห์ใกล้เคียงกับโลก โคจรอยู่ในบริเวณนี้ ดาวเคราะห์ดวงนั้นจะมีอุณหภูมิพอดี (ไม่ร้อนไป ไม่เย็นไป) ที่จะทำให้น้ำอยู่ในสถานะของเหลวบนพื้นผิวดาวเคราะห์ได้

ทีมนักวิจัยทีมนี้ยังตรวจพบสัญญาณบ่งชี้ถึงดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอีก 3 ดวง ที่อาจโคจรอยู่รอบดาวบาร์นาร์ด แต่พวกเขายังต้องรอข้อมูลการสังเกตการณ์จากสเปกโตรกราฟ ESPRESSO เพื่อยืนยันต่อไป

การค้นพบดาวเคราะห์บาร์นาร์ด บี ร่วมกับการค้นพบดาวเคราะห์หิน 2 ดวงรอบดาวพร็อกซิมา เซนทอรี ก่อนหน้านี้ แสดงให้เห็นว่าเอกภพของเราอาจเต็มไปด้วยดาวเคราะห์หินมวลน้อย

รายงานการวิจัยของทีมวิจัยทีมนี้ ได้รับการตีพิมพ์ลงในวารสารวิจัย Astronomy & Astrophysics เมื่อวันที่ 1 ตุลาคม 2024

🎧 อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

แหล่งข้อมูลอ้างอิง : space, พิสิฏฐ นิธิยานันท์ เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

ค้นพบ “ดาวเคราะห์” โคจรรอบ “ดาวบาร์นาร์ด” ดาวฤกษ์เดี่ยวใกล้ระบบสุริยะ