TRAPPIST-1 d เป็นดาวเคราะห์ใกล้เคียงกับโลกที่ครั้งหนึ่งเคยเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอันโดดเด่นและเคยเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ที่น่าจะเอื้อต่อการกำเนิดชีวิตบนนั้น แต่เมื่อเร็ว ๆ นี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ ได้วิเคราะห์ชั้นบรรยากาศของมันและพบว่าไม่ได้คล้ายคลึงกับโลกของเราอย่างที่เข้าใจ

TRAPPIST-1 คือระบบดาวเคราะห์ที่มีดาวฤกษ์แม่เป็นดาวแคระแดงประเภท M8 และมีดาวเคราะห์บริวารมากถึง 7 ดวงโคจรล้อมรอบ ซึ่งการสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ (Spitzer Space Telescope) ได้วิเคราะห์ว่า TRAPPIST-1 d มีขนาด 0.8 เท่าของโลก นอกจากนี้ ดาวเคราะห์บริวารดวงอื่น ๆ มีความหนาแน่นใกล้เคียงกันทุกดวง ซึ่งหมายความว่าหนึ่งในนั้นมีความเป็นไปได้ที่จะมีชั้นบรรยากาศและมีโอกาสที่จะมีน้ำที่อยู่ในสถานะของเหลวบนนั้น

ภาพเปรียบเทียบของระบบ TRAPPIST-1 เทียบระยะวงโคจรของดาวเคราะห์ในระบบกับขนาดของระบบสุริยะ ภาพจาก NASA

อันที่จริงข้อมูลเหล่านี้เป็นเพียงการคาดการณ์ของนักวิทยาศาสตร์เท่านั้นเพราะกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ไม่ได้มีความสามารถในการศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์โดยตรงผ่านการ Transit หรือการเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ของดาวเคราะห์

เมื่อเร็ว ๆ นี้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ได้ศึกษาชั้นบรรยากาศของ TRAPPIST-1 d โดยตรงผ่านการ Transit กับดาวฤกษ์แม่ของมัน ซึ่งผลจากการวิเคราะห์ที่ได้จากกล้องเจมส์ เว็บบ์ระบุได้ว่า TRAPPIST-1 d ไม่มีชั้นบรรยากาศอย่างที่เราคาดการณ์ไว้

การวิเคราะห์ข้อมูลชั้นบรรยากาศของ TRAPPIST-1 d ไม่ใช่เรื่องง่าย เนื่องจากดาวแคระแดงเป็นดาวฤกษ์ที่ไม่สม่ำเสมอหรือ ที่เรียกว่ามีภาวะ Heterogeneity คล้ายกับดวงอาทิตย์ของเราที่มีบางจุดบนพื้นผิวสว่างจ้า มีจุดที่ลุกโชน และมีบางจุดที่เป็นจุดดำ ความไม่สม่ำเสมอนี้ทำให้ความสว่างในบางจุดลดลงถึง 500-1,000 ส่วนในล้านส่วน (ppm) ซึ่งเป็นการสูญเสียความสว่างที่ใกล้เคียงกับการที่ดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์ นักวิทยาศาสตร์จึงต้องแก้ไขค่าการเปลี่ยนแปลงความสว่างของพื้นผิวดาวแคระแดงดวงนี้ก่อนที่จะเริ่มศึกษา TRAPPIST-1 d

ภาพวาด TRAPPIST-1 d ที่เคลื่อนผ่านดาวฤกษ์แม่ของมันเอง ภาพจาก NASA

ข้อมูลตอนนี้ระบุได้อย่างชัดเจนว่าไม่พบชั้นบรรยากาศที่หนาคล้ายกับโลกเหนือพื้นผิวของ TRAPPIST-1 d แต่ยังไม่ตัดโอกาสที่จะพบชั้นบรรยากาศที่เบาบางคล้ายกับชั้นบรรยากาศของดาวอังคาร ซึ่งอาจจะเบาบางมากจนการวิเคราะห์ด้วยกล้องเจมส์ เว็บบ์ในตอนนี้ไม่สามารถจับสัญญาณได้ หรือตัวเจมส์ เว็บบ์จริง ๆ สามารถจับได้แต่ยังไม่มีกระบวนการแยกสัญญาณที่ดีได้เพียงพอที่จะระบุถึงชั้นบรรยากาศที่เบาบางบนนั้นได้จริง

องค์ความรู้ในตอนนี้สามารถสรุปได้ว่าบน TRAPPIST-1 d ไม่มีไอน้ำเหนือชั้นบรรยากาศ ซึ่งอาจจะบ่งชี้ว่าน้ำรอบดาวแคระแดงดวงนี้มีปริมาณน้อยกว่าน้ำรอบดาวฤกษ์ระบบอื่น ๆ เนื่องจากเรามีการคาดการณ์ว่าดาวเคราะห์ทั้งเจ็ดดวงที่โคจรรอบดาวแคระแดงนี้มีความหนาแน่นและองค์ประกอบของดาวเคราะห์ทั้งหมดที่ใกล้เคียงกัน หาก TRAPPIST-1 d ไม่มีการตรวจพบน้ำเหนือชั้นบรรยากาศก็หมายความว่าดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ก็อาจจะมีน้ำในปริมาณที่น้อยมากหรือไม่มีน้ำในรูปแบบของเหลวบนดาวเคราะห์ดวงใดเลยก็ได้ ซึ่งเป็นอีกเรื่องน่าสนใจต่อการศึกษาในอนาคต

ไม่ใช่เรื่องน่าแปลกใจเสียทีเดียวที่เหล่าดาวเคราะห์รอบ TRAPPIST-1 จะไม่มีชั้นบรรยากาศ เนื่องจากเราทราบกันว่ากิจกรรมบนพื้นผิวของดาวฤกษ์ในกลุ่มดาวแคระแดงไม่มีความเสถียรเทียบเท่ากับดาวฤกษ์ขนาดกลางอย่างดวงอาทิตย์ เพราะก่อนหน้านี้ก็มีการค้นพบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์แรกเกิดที่มีขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีแต่ถูกรังสีเอกซ์จากดาวแคระแดงที่เป็นดาวแม่ของมันพัดก๊าซในชั้นบรรยากาศของมันให้หลุดออกไปในปริมาณมหาศาล ซึ่งอาจเป็นหนึ่งในทฤษฎีว่าบางครั้งชีวิตอาจก่อกำเนิดในระบบดาวแคระแดงได้ยากกว่าระบบอื่น ๆ เพราะความไม่เสถียรของดาวฤกษ์ในกลุ่มนี้

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

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

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

กล้องฯ เจมส์ เว็บบ์ ศึกษา TRAPPIST-1 d พบว่าไม่ได้มีชั้นบรรยากาศคล้ายโลกอย่างที่คาดไว้