กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ หรือ James Webb Space Telescope (JWST) คือกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดที่ทรงพลังที่สุดที่มนุษยชาติเคยสร้างขึ้น ถูกออกแบบมาเพื่อสำรวจเอกภพยุคแรกเริ่ม มองผ่านหมอกฝุ่นของดาราจักรและดาวฤกษ์ที่กำลังก่อตัว รวมถึงศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะหรือ Exoplanet ด้วยความละเอียดสูงสุดเท่าที่เคยมีมา โดยกล้องถูกส่งขึ้นสู่อวกาศเมื่อปลายปี 2021 และวางตำแหน่งไว้ที่จุด Lagrange ที่ 2 (L2) ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร เพื่อให้ห่างจากแสงและความร้อนของโลกและดวงอาทิตย์ ทำให้สามารถตรวจจับแสงจาง ๆ จากวัตถุในอวกาศได้อย่างมีประสิทธิภาพสูงสุด

ล่าสุด กล้องเจมส์ เว็บบ์ อาจตรวจพบ Exoplanet หรือดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกของตนเอง โดยใช้เทคนิคใหม่ที่อาศัยกล้อง Mid-Infrared Instrument (MIRI) ซึ่งออกแบบมาให้สามารถตรวจจับแสงจากดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิต่ำและมีมวลเบาเป็นพิเศษ การค้นพบครั้งนี้มีจุดศูนย์กลางอยู่ที่ระบบดาวฤกษ์ TWA 7 หรือ CE Antilae (กลุ่มดาวเครื่องสูบลม) ซึ่งเป็นดาวแคระแดง (Red Dwarf) อายุน้อยเพียงประมาณ 6.4 ล้านปี อยู่ห่างจากโลกประมาณ 34 ปีแสงในกลุ่มดาวฤกษ์อายุน้อย TW Hydrae (กลุ่มดาวไฮดรา) โดยก่อนหน้านี้มีการตรวจพบแผ่นฝุ่น (Debris Disk) ล้อมรอบดาวดวงนี้ และมีลักษณะเป็นวงแหวนซ้อนกันสามชั้น

ภาพของดาวฤกษ์ TWA 7 จากกล้อง Gemini South แสดงให้เห็นถึงแผ่นฝุ่นรอบ ๆ ดาว

นักดาราศาสตร์ใช้เทคนิคที่เรียกว่า High-Contrast Imaging ซึ่งทำงานโดยใช้ Coronagraph บดบังแสงจ้าจากดาวฤกษ์ จากนั้นใช้การประมวลผลภาพเพื่อลบแสงที่เหลือออก จึงสามารถเผยให้เห็นวัตถุแสงจาง ๆ ที่อยู่รอบดาวฤกษ์ได้ ซึ่งในกรณีนี้คือแหล่งกำเนิดแสงอินฟราเรดที่จางมากในตำแหน่งที่พอดีกับ “ช่องว่าง” ของแผ่นฝุ่นวงกลาง ซึ่งนับเป็นบริเวณที่นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ไว้ล่วงหน้าแล้วว่าอาจมีดาวเคราะห์ซ่อนอยู่

หากได้รับการยืนยัน วัตถุดังกล่าวซึ่งถูกตั้งชื่อเบื้องต้นว่า TWA 7 b จะนับเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลเบาที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบด้วยการถ่ายภาพโดยตรง (Direct Imaging) โดยมีมวลประมาณ 0.3 เท่าของดาวพฤหัส หรือประมาณ 1 เท่าของดาวเสาร์ และมีอุณหภูมิพื้นผิวอยู่ที่ประมาณ 47 องศาเซลเซียส ซึ่งนับว่าเย็นและจางกว่าดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่ที่เคยค้นพบมาก่อนหน้านี้

อุปกรณ์ MIRI ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์

ระยะห่างของ TWA 7 b จากดาวฤกษ์เจ้าบ้านถูกประมาณไว้อยู่ที่ประมาณ 50 เท่าของระยะทางจากโลกไปยังดวงอาทิตย์ หรือเทียบได้กับการโคจรของดาวเนปจูนในระบบสุริยะ โดยตำแหน่งนี้ตรงกับช่องว่างในแผ่นฝุ่นพอดี นักวิจัยจึงตั้งข้อสังเกตว่าแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงนี้อาจเป็นตัวสร้างช่องว่างในแผ่นฝุ่นดังกล่าว เป็นการยืนยันตามทฤษฎีที่เคยเสนอไว้ว่า ดาวเคราะห์ที่ก่อตัวแล้วจะ “กวาด” วัสดุฝุ่นที่อยู่ตามแนววงโคจรของตนออกไป ทำให้เกิดวงแหวนหรือช่องว่างในแผ่นฝุ่น

ที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์เคยตรวจพบแผ่นฝุ่นลักษณะนี้หลายครั้งในระบบดาวอายุน้อย แต่ยังไม่เคยสามารถตรวจจับดาวเคราะห์ที่อาจเป็นต้นเหตุของการก่อร่างช่องว่างเหล่านี้ได้โดยตรง การค้นพบครั้งนี้จึงมีนัยสำคัญมาก เพราะนอกจากจะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่เบาและจางที่สุดที่เคยถ่ายภาพได้แล้ว ยังเป็นครั้งแรกที่สามารถเชื่อมโยงดาวเคราะห์กับการปรับรูปแบบของแผ่นฝุ่นได้อย่างเป็นรูปธรรม

อีกหนึ่งประเด็นที่น่าสนใจคือ ดาวเคราะห์ดวงนี้อาจมีฝุ่นจับตัวอยู่ในวงโคจรของตนเอง ซึ่งเรียกว่า Trojan Disk ซึ่งเป็นกลุ่มฝุ่นที่ติดอยู่ในจุดสมดุลแรงโน้มถ่วงรอบดาวเคราะห์คล้ายกับจุด Lagrange ของระบบโลก-ดวงจันทร์ หรือโลก-ดวงอาทิตย์ ซึ่งถ้ายืนยันได้ จะถือเป็นการค้นพบ Trojan Disk ครั้งแรกในระบบดาวอื่น

เรียบเรียงโดย
Chottiwatt Jittprasong

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

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

กล้องฯ เจมส์ เว็บบ์ อาจตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกด้วยเทคนิคใหม่ที่ไวต่อแสงที่สุด