กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตรวจพบดาวเคราะห์สีดำที่อยู่นอกระบบสุริยะ

Share

30 กันยายน 2560

การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบในปัจจุบันเปิดเผยข้อมูลที่หลากหลายและน่าสนใจ อย่างการค้นพบดาวเคราะห์ที่มีลักษณะไม่เหมือนดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์คล้ายโลกขนาดใหญ่ที่เป็นเพชรทั้งดวง ดาวเคราะห์หินหลายดวงโคจรใกล้กันอย่างเช่น TRAPPIST-1 หรือดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อน (Hot Jupiter) บางดวง ที่มีโลหะในสถานะแก๊สในชั้นบรรยากาศ

ภาพประกอบแสดงดาวเคราะห์นอกระบบสีดำโคจรรอบดาวฤกษ์แม่

 

        เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมนักดาราศาสตร์เปิดเผยข้อมูลที่น่าสนใจของดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-12b ที่อยู่ห่างออกไป 1,400 ปีแสงจากโลก ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ทำให้พบว่าบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนี้มีลักษณะเฉพาะที่สามารถดูดกลืนแสงส่วนใหญ่เข้าไปแทนที่จะสะท้อนออกสู่อวกาศ จึงทำให้มองเห็นดาวเคราะห์ดวงนี้เป็นสีดำมืดเมื่อมองด้วยกล้องโทรทรรศน์ 

 

        เทเลอร์ เบลล์ (Taylor Bell) และทีมนักดาราศาสตร์จากสถาบันวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (IREx) มหาวิทยาลัยแมคกิล (McGill University) ได้ศึกษาข้อมูลดาวเคราะห์ WASP-12b จากการถ่ายด้วยสเปกโทรกราฟของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS)) ในช่วงที่ดาวเคราะห์กำลังจะโคจรผ่านด้านหลังดาวฤกษ์ และพบว่าดาวเคราะห์มีค่า Albedo (คำบ่งชี้ประสิทธิภาพในการสะท้อนแสงของพื้นผิวดาวเคราะห์) ต่ำมาก ข้อมูลเพิ่มเติมจากการใช้ STIS ของฮับเบิลตรวจวัดแสงที่เปลี่ยนแปลงของดาวฤกษ์แม่เมื่อดาวเคราะห์ผ่านด้านหลังยังบ่งบอกได้อีกว่ามีแสงสะท้อนออกมาจากดาวเคราะห์มากน้อยเพียงใด แต่อย่างไรก็ตามจากข้อมูลการตรวจวัดครั้งนี้ไม่พบแสงสะท้อนของดาวเคราะห์ จึงชี้ให้เห็นว่าด้านที่หันหน้าเข้าหาดาวฤกษ์กำลังดูดกลืนแสงที่ได้รับเข้าไปมากที่สุด

        ดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-12b เป็นดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อน (ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่มาก) มีมวล 1.35 ถึง 1.43 เท่าของดาวพฤหัสบดี โคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่มาก ในระยะเพียง 3.4 ล้านกิโลเมตร (0.0229 AU) หรือเพียง 6% ของระยะห่างเฉลี่ยจากดาวพุธถึงดวงอาทิตย์ ใช้เวลาโคจรรอบดาวฤกษ์ประมาณ 1 วัน และดาวเคราะห์จะหันหน้าด้านเดียวเข้าหาดาวฤกษ์ตลอดเวลาเนื่องจากโคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากจึงทำให้ถูกแรงไทดัล (Tidal lock) ตรึงการหมุนรอบตัวเองไว้ ดังนั้นดาวเคราะห์จะมีด้านที่เป็นกลางวันและกลางคืนคงที่ โดยด้านกลางวันมีอุณหภูมิสูงถึง 2811 K เนื่องจากอุณหภูมิที่สูงมากจึงทำให้แก๊สในชั้นบรรยากาศบนดาวเคราะห์ไม่สามารถก่อตัวเป็นเมฆเพื่อสะท้อนแสงออกสู่อวกาศได้ เป็นผลให้แสงส่วนใหญ่ที่ผ่านเข้ามาในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ถูกดูดกลืนโดยอะตอมไฮโรเจนก่อนจะเปลี่ยนเป็นพลังงานความร้อน สำหรับด้านกลางคืนของดาวเคราะห์ดวงนี้มีอุณหภูมิประมาณ 1366 K ซึ่งเย็นพอที่จะช่วยให้เกิดไอน้ำและเมฆในบรรยากาศได้ 

 

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลตรวจพบดาวเคราะห์สีดำที่อยู่นอกระบบสุริยะ

 

        เบลล์และทีมนักดาราศาสตร์อธิบายในงานแถลงข่าวของนาซาว่า “การค้นพบครั้งนี้เป็นเรื่องแปลกประหลาดอย่างมาก ทีมนักวิจัยไม่ได้คาดหวังว่าการศึกษาครั้งนี้จะพบดาวเคราะห์สีดำ เพราะดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อนส่วนใหญ่จะสะท้อนแสงที่ได้รับจากดาวฤกษ์ประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์” ย้อนกลับไปในปี ค.ศ. 2013 นักดาราศาสตร์ที่ใช้งานกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ตรวจพบร่องรอยของไอน้ำในชั้นบรรยากาศและร่องรอยของเมฆขณะศึกษาด้านกลางวันและกลางคืนของดาวเคราะห์ เช่นเดียวกับที่เบลล์ระบุไว้ในการศึกษาครั้งใหม่ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าดาวแก๊สยักษ์ประเภทนี้มีความหลากหลาย โดยเบลล์กล่าวเพิ่มเติมว่า “การศึกษาดาวเคราะห์ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงลักษณะที่หลากหลายของดาวเคราะห์ประเภทดาวพฤหัสบดีร้อน โดยคุณสามารถพบดาวเคราะห์ WASP-12b ที่มีอุณหภูมิ 2811 K และดาวเคราะห์บางดวงมีอุณหภูมิ 1366 K การศึกษาดาวพฤหัสบดีร้อนในอดีตระบุว่าความแตกต่างของอุณหภูมิจะเพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิด้านกลางวันสูงขึ้น นอกจากนี้การศึกษาครั้งล่าสุดบ่งชี้ว่าเกิดการสะสมความร้อนในด้านที่เป็นกลางวัน แต่กระบวนการถ่ายเทความร้อนจากด้านกลางวันไปด้านกลางคืนจะเกิดอย่างไม่ต่อเนื่อง”

 

        นับตั้งแต่มีการค้นพบดาวเคราะห์ดวงนี้ในปี ค.ศ. 2008 กล้องโทรทรรศน์หลายตัวถูกใช้ศึกษาดาวเคราะห์ WASP-12b มากขึ้น ได้แก่ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์และกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราของนาซา จากการสังเกตการณ์ก่อนหน้านี้โดย Hubble Space Telescope's Cosmic Origins Spectrograph (COS) เปิดเผยว่าดาวเคราะห์ดวงนี้อาจสูญเสียขนาดและมวลเนื่องจากตรวจพบสสารบางอย่างที่พุ่งออกจากดาวเคราะห์ไปยังดาวฤกษ์อย่างช้าๆ อธิบายให้ง่ายก็คือดาวเคราะห์กำลังจะถูกดาวฤกษ์แม่กลืนกินอย่างช้าๆนั้นเอง 

 

        ข้อมูลเหล่านี้เป็นการค้นพบครั้งล่าสุดเกี่ยวกับช่วงสุดท้ายของชีวิตดาวเคราะห์ ซึ่งนักดาราศาสตร์คาดหวังเกี่ยวกับการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบมากขึ้น ยิ่งเราได้ศึกษาเกี่ยวกับธรรมชาติและความหลากหลายของดาวเคราะห์ที่ห่างไกลเหล่านี้ยิ่งทำให้เกิดความท้าทาย ความน่าสนใจ และโอกาสในการสำรวจดาวเคราะห์เหล่านี้โดยตรงในอนาคต

 

ข้อมูลอ้างอิง

https://www.universetoday.com/137199/hubble-spots-pitch-black-planet-eats-light/

 

เรียบเรียงโดย

ศวัสกมล ปิจดี

เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์