ล่าสุดกล้องโทรทรรศน์อวกาศ TESS ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ Gaia23bra b การค้นพบนี้ไม่ได้เกิดจากกระบวนการตามหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะปกติของตัวกล้อง TESS ที่อาศัยการติดตามการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์ แต่ TESS กลับตรวจพบได้ด้วยปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงจุลภาค (gravitational microlensing) ทั้งที่อุปกรณ์ไม่ได้ออกแบบมาเพื่อการสังเกตการณ์ในลักษณะนี้
Gaia23bra b เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ขนาดใหญ่ อยู่ห่างจากโลกไป 40,000 ปีแสง มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสบดีประมาณ 1.6 เท่า จัดอยู่ในกลุ่มดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ หรือ Super-Jupiter และโคจรรอบดาวแคระส้ม (orange dwarf) ที่มีมวลราวร้อยละ 80 ของดวงอาทิตย์
ภาพวาดของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ Gaia23bra b ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ TESS พบผ่าน Gravitational Lensing ภาพจาก NASA
เรื่องราวการค้นพบดาวเคราะห์ยักษ์นอกระบบสุริยะนี้เริ่มต้นขึ้นในปี 2023 เมื่อระบบแจ้งเตือนของกล้องโทรทรรศน์อวกาศไกอา (Gaia) ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) ตรวจพบความผิดปกติของความสว่างดาวฤกษ์เบื้องหลัง อย่างไรก็ตาม ข้อมูลจากกล้องไกอามีความถี่ในการบันทึกภาพไม่เพียงพอที่จะยืนยันว่าสิ่งที่พบคือวัตถุอะไรได้ มัลลอรี แฮร์ริส (Mallory Harris) นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยนิวเม็กซิโก จึงได้ตรวจสอบคลังข้อมูลของดาวเทียม TESS ย้อนหลัง และพบว่า TESS ได้บันทึกข้อมูลของพื้นที่เดียวกันบนท้องฟ้าในช่วงเวลาดังกล่าวไว้พอดี
ด้วยความละเอียดและความถี่ในการเก็บข้อมูลที่สูงกว่าของ TESS ทำให้นักวิทยาศาสตร์พบความผิดปกติในเส้นโค้งแสง (light curve) ซึ่งเป็นหลักฐานที่ยืนยันว่ามีดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงดังกล่าวอยู่จริง ยิ่งไปกว่านั้น ระยะทาง 40,000 ปีแสงยังถือเป็นระยะที่ไกลเกินกว่ารัศมีการสำรวจตามปกติของ TESS ซึ่งมักจำกัดอยู่ที่ไม่เกิน 150 ปีแสง
ตามปกติแล้วกล้องโทรทรรศน์อวกาศ TESS จะตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะด้วยวิธีทรานซิท (transit method) เป็นการตรวจวัดความสว่างของดาวฤกษ์ที่ลดลงชั่วคราวเมื่อมีดาวเคราะห์โคจรตัดผ่านหน้า วิธีนี้มีประสิทธิภาพสูงในการค้นหาดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่โคจรแนบชิดดาวฤกษ์แม่
แต่เรื่องราวการค้นพบของ Gaia23bra b นั้นต่างออกไป วิธีการนี้อาศัยทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป ปรากฏการณ์เลนส์โน้มถ่วงจะเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์สองดวงและโลกเรียงตัวอยู่ในแนวเส้นตรงเดียวกันอย่างพอดิบพอดี มวลของดาวฤกษ์ดวงที่อยู่ใกล้โลกกว่า จะทำให้ปริภูมิ-เวลา (space-time) บริเวณนั้นบิดโค้ง ทำหน้าที่เสมือนเลนส์รวมและขยายแสงของดาวฤกษ์เบื้องหลัง หากมีดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงหน้า ดาวเคราะห์นั้นก็จะทำหน้าที่เป็นเลนส์ขนาดจิ๋วที่ทำให้เกิดความสว่างวาบ (spike) เพิ่มเติมขึ้นมาในกราฟแสง
การประยุกต์ใช้เลนส์ความโน้มถ่วงจุลภาคทำให้วงการดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ห่างไกลจากดาวฤกษ์แม่ รวมถึงดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายระบบสุริยะของเราและอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ (habitable zone) แต่มีข้อจำกัดเดียวคือ ปรากฏการณ์การเรียงตัวในลักษณะนี้จะเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียวและไม่เกิดซ้ำอีก ทำให้ไม่สามารถติดตามผลซ้ำด้วยวิธีเดิมได้
ภาพวาดอธิบายขอบเขตการมองเห็นของกล้องโทรทรรศน์ตามหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงต่าง ๆ โดย เทียบกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ กล้อง TESS และกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมันในอนาคต ภาพจาก NASA
ก้าวสำคัญต่อวงการดาราศาสตร์และภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน
ศาสตราจารย์ไดอานา ดราโกมีร์ (Diana Dragomir) ผู้ร่วมวิจัย ระบุว่า การที่ TESS ค้นพบดาวเคราะห์ด้วยวิธีเลนส์จุลภาค เป็นเครื่องพิสูจน์ว่าอาจมีข้อมูลดาวเคราะห์ลักษณะนี้ซ่อนอยู่ในคลังข้อมูลของ TESS อีกจำนวนมากที่เรายังไม่ได้วิเคราะห์
การค้นพบนี้เปรียบเสมือนการเตรียมความพร้อมก่อนที่องค์การนาซาจะดำเนินภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศแนนซี เกรซ โรมัน (Nancy Grace Roman Space Telescope) ซึ่งมีกำหนดการปล่อยขึ้นสู่อวกาศในวันที่ 30 สิงหาคม 2026 กล้องโทรทรรศน์โรมันจะใช้ปรากฏการณ์เลนส์ความโน้มถ่วงจุลภาคเป็นเครื่องมือหลักในการสำรวจบริเวณใจกลางกาแล็กซีทางช้างเผือก ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ดาวฤกษ์กระจุกตัวหนาแน่น เพราะบริเวณนั้นมีรังสีสูงและซูเปอร์โนวาจำนวนมาก สำหรับข้อมูลจาก TESS จะช่วยเติมเต็มการสำรวจในพื้นที่ระนาบกาแล็กซีส่วนอื่น ๆ ที่มีความสงบมากกว่า
การประสานข้อมูลจากทั้งสองภารกิจเข้าด้วยกัน จะทำให้นักวิทยาศาสตร์มีเครื่องมือเชิงประชากรศาสตร์ที่สมบูรณ์แบบในการทำความเข้าใจการก่อตัว วิวัฒนาการ และความหลากหลายของระบบดาวเคราะห์ในสภาพแวดล้อมต่าง ๆ ของกาแล็กซีทางช้างเผือกได้ในอนาคต
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
