ข่าวดาราศาสตร์
“Planet X” ดาวเคราะห์ปริศนาดวงที่ 9 มีจริงหรือไม่ ?
สมมติฐานเรื่องดาวเคราะห์ปริศนาที่อยู่พ้นวงโคจรดาวเนปจูน
ในเดือนมกราคม ค.ศ. 2016 Konstantin Batygin และ Mike Brown นักดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ในสหรัฐฯ เผยแพร่งานวิจัยที่แสดงหลักฐานบ่งชี้ถึงดาวเคราะห์ที่มีขนาดประมาณ 2-4 เท่าของขนาดโลก ในบริเวณระบบสุริยะชั้นนอก ทั้งนี้ ผลการวิจัยยังคงเป็นเพียงทฤษฎีเท่านั้น ซึ่งนักดาราศาสตร์ทั้งสองคนนี้ไม่ได้สังเกตการณ์จนค้นพบดาวเคราะห์จริง ๆ
ดาวเคราะห์มวลประมาณดาวเนปจูนตามสมมติฐานดวงนี้จะโคจรรอบดวงอาทิตย์ในเส้นทางที่ห่างออกไปไกลกว่าดาวพลูโตมาก ดาวเคราะห์นี้อาจมีมวลประมาณ 5 - 10 เท่าของโลก และโคจรในระยะห่างเฉลี่ยจากดวงอาทิตย์มากกว่าดาวเนปจูนประมาณ 20 - 30 เท่า ใช้เวลาราว 10,000 - 20,000 ปีในการโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบหนึ่งรอบ
หากดาวเคราะห์ตามสมมติฐานมีอยู่จริง ก็อาจช่วยอธิบายวงโคจรของเหล่าวัตถุขนาดเล็กบางดวงในแถบไคเปอร์ (Kuiper belt) อันห่างไกลที่มีลักษณะเฉพาะตัวได้ ซึ่งแถบไคเปอร์เป็นบริเวณที่เต็มไปด้วยเศษซากน้ำแข็งที่แผ่ออกไปไกลเกินกว่าวงโคจรของดาวเนปจูน ทั้งนี้ ทฤษฎีหรือสมมติฐานเรื่องดาวเคราะห์ดวงนี้ขึ้นกับรูปแบบของแรงโน้มถ่วงในบริเวณระบบสุริยะชั้นนอก
Batygin และ Brown ตั้งชื่อเล่นให้ดาวเคราะห์ตามสมมติฐานนี้ว่า "Planet Nine" อย่างไรก็ตาม แนวคิดที่ว่ามีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อยู่ถัดออกไปจากดาวเนปจูนนั้น ทำให้มีการตรวจสอบและการศึกษาหลายครั้งตลอดช่วงศตวรรษที่ผ่านมา แต่ก็ยังไม่สามารถค้นพบได้ จนดาวเคราะห์ปริศนาดวงนี้ถูกเรียกว่า "Planet X"
ดาวเคราะห์ปริศนาขนาดใหญ่พ้นวงโคจรดาวเนปจูนตามสมมติฐาน ไม่ว่าจะในชื่อ Planet X หรือ Planet Nine ยังไม่ได้ถูกค้นพบ และปัจจุบันยังมีการถกเถียงกันในวงการนักดาราศาสตร์ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีอยู่จริงหรือไม่
หากค้นพบแล้ว ดาวเคราะห์ดวงนี้จะถูกเรียกว่าอะไร?
แม้ว่า Batygin และ Brown ตั้งชื่อเล่นดาวเคราะห์ปริศนาดวงนี้ไว้ว่า "Planet Nine" แต่สิทธิ์การตั้งชื่ออย่างเป็นทางการของวัตถุในอวกาศนั้นเป็นของบุคคลที่ค้นพบวัตถุนั้นจริง ๆ ซึ่งหากพบดาวเคราะห์ปริศนาที่คาดการณ์กันไว้ ชื่อดาวเคราะห์ดวงนั้นจะต้องได้รับการอนุมัติจากสหพันธ์ดาราศาสตร์นานาชาติ (IAU) และโดยปกติแล้ว ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรามีชื่อตามเทพเจ้าในตำนานเทพปกรณัมของโรมันและกรีกโบราณ
Planet X, Planet Nine กับดาวพลูโต
ชื่อ “Planet X” และ “Planet Nine” มักใช้แทนกันได้ในบางครั้ง แต่คำ “Planet X” ถูกใช้มานานกว่าศตวรรษแล้ว ในขณะเดียวกัน คำ “Planet Nine” หมายถึงดาวเคราะห์ขนาดใหญ่พ้นวงโคจรดาวเนปจูนที่คาดการณ์จากสมมติฐานเฉพาะทางที่ประกาศใน ค.ศ. 2016
ชื่อ “Planet X” ถูกเริ่มนำมาใช้ในสมมติฐานที่ Percival Lowell นักดาราศาสตร์ชาวสหรัฐฯ เสนอขึ้นเมื่อ ค.ศ. 1915 เพื่ออธิบายว่าดาวเคราะห์ปริศนาเป็นสิ่งที่อาจรบกวนการโคจรของดาวยูเรนัส โดยที่ "X" คือตัวพยัญชนะ X สื่อถึงความเป็นปริศนาที่ยังไม่มีใครค้นพบ ไม่ใช่เลข 10 ของตัวเลขโรมัน
ในที่สุด นักดาราศาสตร์ก็พบว่าการรบกวนการโคจรของดาวยูเรนัสไม่ใช่เรื่องจริง เป็นผลจากความผิดพลาดในการวัด แต่คามพยายามค้นหาดาวเคราะห์ยักษ์ที่อยู่ห่างไกลซึ่ง Lowell เริ่มขึ้นนั้น นำไปสู่การค้นพบดาวพลูโตทางอ้อม เมื่อ ค.ศ. 1930
“ดาวพลูโต” เคยถูกนับว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ในระบบสุริยะของเรา จนสหพันธ์ดาราศาสตร์นานาชาติ (IAU) ได้เปลี่ยนนิยามของคำ "ดาวเคราะห์" ในปี 2006 นิยามใหม่นี้ทำให้ดาวพลูโตถูกจัดไปเป็น “ดาวเคราะห์แคระ” (Dwarf planet) ซึ่งก่อนหน้านี้ เมื่อมีการค้นพบดาวพลูโตใหม่ ๆ นักดาราศาสตร์เคยคิดว่าดาวพลูโตมีมวลใกล้เคียงกับโลก แต่เมื่อเวลาผ่านไปและนักดาราศาสตร์ศึกษาเกี่ยวกับดาวพลูโตมากขึ้นจึงได้ปรับปรุงข้อมูลให้แม่นยำมากขึ้น
เนื่องจากดาวพลูโตถูกจัดประเภทให้เป็น “ดาวเคราะห์แคระ” แล้ว และไม่นับเป็น “ดาวเคราะห์ดวงที่ 9” ในระบบสุริยะของเราอีกต่อไป เหล่านักดาราศาสตร์จาก Caltech ในสหรัฐฯ จึงใช้ชื่อเรียกถึงดาวเคราะห์ตามสมมติฐานของตนว่า “Planet Nine” เมื่อประกาศผลงานวิจัยเรื่องนี้ในปี ค.ศ. 2016
มีหลักฐานอะไรบ่งชี้ถึงดาวเคราะห์ปริศนาดวงนี้บ้าง?
นักดาราศาสตร์ที่ศึกษาแถบไคเปอร์ได้สังเกตพบว่า เหล่าดาวเคราะห์แคระและวัตถุน้ำแข็งขนาดเล็กดวงอื่น ๆ ในบริเวณนั้น มีวงโคจรที่มีแนวโน้มจะกระจุกตัวกัน โดยการวิเคราะห์วงโคจรเหล่านี้ ทีมนักดาราศาสตร์ของ Caltech คาดการณ์ว่าอาจเป็นไปได้ที่จะมีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่ไม่เคยค้นพบมาก่อนซ่อนตัวอยู่ไกลจากดาวพลูโต พวกเขาเสนอว่าอันตรกิริยาของแรงโน้มถ่วงกับดาวเคราะห์ยักษ์อาจใช้อธิบายวงโคจรที่ผิดปกติของวัตถุในแถบไคเปอร์เหล่านั้นได้
หากนักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ปริศนาดวงนี้ จะส่งผลต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบสุริยะอย่างไร?
การค้นพบดังกล่าวจะช่วยอธิบายประเด็นต่อไปนี้ :
1. ทำไมวัตถุในแถบไคเปอร์ที่มีคาบการโคจรที่ยาว ถึงมีระนาบวงโคจรที่ทำมุมเอียงโดยเฉลี่ยประมาณ 20 องศา เมื่อเทียบกับระนาบวงโคจรของเหล่าดาวเคราะห์รอบดวงอาทิตย์
2. ทำไมวงโคจรของเหล่าวัตถุคาบยาวในแถบไคเปอร์ จึงรวมกลุ่มกระจุกตัวกัน
3. ทำไมระบบสุริยะของเรา ถึงมีวัตถุพ้นวงโคจรดาวเนปจูน (Trans-Neptunian objects : TNOs) ที่โคจรอยู่ห่างไกลและมีระนาบวงโคจรที่เอียงมาก
4. การมีอยู่ของวัตถุที่อยู่ระหว่างเหล่าดาวเคราะห์ยักษ์และโคจรรอบดวงอาทิตย์ในทิศทางสวนทางกับการโคจรของเหล่าดาวเคราะห์
5. การคงอยู่ของวัตถุคาบยาวในแถบไคเปอร์ซึ่งมีวงโคจรตัดผ่านวงโคจรของดาวเนปจูน
หากนักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ปริศนาดวงนี้ ก็อาจทำให้ระบบสุริยะของเราดู "ปกติ" มากขึ้นเล็กน้อย ซึ่งการสำรวจดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ ในกาแล็กซีของเราพบว่าประเภทของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ตรวจพบมากที่สุดคือ "ซูเปอร์เอิร์ธ" (Super-Earths) ที่เป็นดาวเคราะห์ประเภทที่มีมวลมากกว่าโลก แต่น้อยกว่าดาวยูเรนัส-ดาวเนปจูน อย่างไรก็ตาม ก็ยังไม่มีดาวเคราะห์ประเภทนี้อยู่ในระบบสุริยะของเรา ดังนั้น “Planet Nine” จะช่วยเติมเต็มช่องว่างนั้นได้
การค้นหา Planet X (Planet Nine) จะเป็นอย่างไรต่อไป?
กล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดในโลกบางตัว เช่น หอดูดาวเค็ก (Keck Observatory) และกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ (Subaru telescope) ที่ตั้งอยู่บนเกาะฮาวาย กำลังค้นหาดาวเคราะห์ดวงนี้ ขณะที่โครงการ “Backyard Worlds: Planet 9” โครงการวิทยาศาสตร์ภาคประชาชนที่ได้รับทุนจากทางนาซา ส่งเสริมให้สาธารณชนช่วยค้นหาดาวเคราะห์ปริศนาดวงนี้โดยใช้ภาพที่ถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer) ของนาซา ซึ่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศ WISE สำรวจท้องฟ้าทั้งหมดในย่านรังสีอินฟราเรด 4 ช่วงความยาวคลื่น
กล้องโทรทรรศน์และหอดูดาวแห่งใหม่ ๆ อาจยังช่วยค้นหา Planet 9 ได้ อย่างหอดูดาวรูบิน (Rubin Observatory) บนยอดเขาเซร์โรปาชอน (Cerro Pachón) ทางตอนเหนือของประเทศชิลี โดยคาดว่าจะเริ่มใช้งานหอดูดาวแห่งนี้ในปี ค.ศ. 2025 โดยจะสำรวจซีกฟ้าใต้เป็นเวลา 10 ปี เพื่อช่วยไขปริศนาของเอกภพ หอดูดาวแห่งนี้จะค้นหาวัตถุในแถบไคเปอร์เพิ่มเติม หากวงโคจรของวัตถุเหล่านี้วางเรียงตัวกันอย่างเป็นระบบ ก็อาจเป็นหลักฐานเพิ่มเติมที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของ Planet X (Planet Nine) หรืออย่างน้อยก็ช่วยให้นักดาราศาสตร์รู้ว่าควรค้นหาดาวเคราะห์ดวงนี้ตรงไหน แต่ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งคือ Planet X (Planet Nine) อาจไม่มีอยู่จริง ซึ่งนักวิจัยบางคนเสนอว่าวงโคจรที่ผิดปกติของวัตถุในแถบไคเปอร์เหล่านี้ สามารถอธิบายได้ด้วยการกระจายตัวแบบสุ่ม
แปลและเรียบเรียง : พิสิฏฐ นิธิยานันท์ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.
ที่มาของบทความ : https://science.nasa.gov/solar-system/planet-x/