ดาวเคราะห์ที่(เกือบ) ถูกลืม

      ย้อนกลับไปในปี 2009 ไม่นานหลังจากที่ปฏิบัติการเคปเลอร์ของนาซาเริ่มทำงาน มันได้จำแนกสิ่งที่คิดว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่มีขนาดเท่ากับเนปจูน ดาวเคราะห์ KOI-5Ab เป็นว่าที่ดาวเคราะห์ใหม่ดวงที่สองที่พบโดยปฏิบัติการ และก็ถูกลืมเมื่อเคปเลอร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์มากขึ้นเรื่อยๆ ในช่วงสิ้นสุดปฏิบัติการในปี 2018 เคปเลอร์ได้พบดาวเคราะห์นอกระบบ 2394 ดวง และว่าที่ดาวเคราะห์(planet candidate) อีก 2366 ดวงซึ่งรวมถึง KOI-5Ab ด้วย

     ขณะนี้ David Ciardi หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบของนาซา(NExScI) ซึ่งอยู่ที่ IPAC ของคาลเทค บอกว่าเขาได้ปลุก KOI-5Ab ฟื้นจากความตายขึ้นมาอีกครั้ง ต้องขอบคุณการสำรวจใหม่จาก TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) ของนาซา KOI-5Ab ถูกหลงลืมไปจนสิ้น Ciardi กล่าว เขานำเสนอการค้นพบในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน ครั้งที่ 237 ที่จัดในแบบเสมือนจริง

     ในปี 2014 Ciardi และนักวิจัยคนอื่นๆ ได้ใช้หอสังเกตการ์เคกในฮาวาย, หอสังเกตการณ์พาโลมาร์ของคาลเทค ใกล้ซานดีเอโก และกล้องโทรทรรศน์เจมิไนเหนือในฮาวาย เพื่อแสดงว่าดาวฤกษ์ของ KOI-5Ab เป็นหนึ่งในสมาชิกของระบบไตรดารา(triple-star system) ที่เรียกว่า KOI-5 อยู่ในกลุ่มดาวหงส์(Cygnus) แต่พวกเขาก็ยังไม่แน่ใจว่าระบบ KOI-5 นี้มีดาวเคราะห์อยู่จริง หรือว่าพวกเขากำลังได้เห็นสัญญาณผิดพลาดที่มาจากหนึ่งในดาวฤกษ์อื่นอีกสองดวง

     จากนั้นในปี 2018 TESS ก็ตามมา เช่นเดียวกับเคปเลอร์ TESS ก็มองหาความสว่างที่ลดลงเล็กน้อยซึ่งเกิดขึ้นเมื่อมีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งโคจรข้ามหน้าหรือผ่านหน้า(transit) ดาวฤกษ์ TESS สำรวจพื้นที่สำรวจส่วนหนึ่งของเคปเลอร์ซึ่งมีระบบ KOI-5 อยู่ด้วย แน่นอนว่า TESS ก็จำแนกพบ KOI-5Ab  เป็นว่าที่ดาวเคราะห์ด้วยเช่นกัน(แต่ TESS เรียกมันว่า TOI-1241b) TESS ก็เช่นเดียวกับเคปเลอร์ที่พบดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ของมันในราวทุก 5 วัน แต่ในจุดนั้น ก็ยังคงไม่แน่ชัดว่าดาวเคราะห์มีอยู่จริง

ระบบดาว KOI-5 ประกอบด้วยดาวฤกษ์สามดวง ระบุเป็น A, B และ C ในไดอะแกรมนี้ ดาวฤกษ์ A และ B โคจรรอบกันและกันทุกๆ 30 ปี ดาวฤกษ์ C โคจรรอบคู่ A B ทุกๆ 400 ปี ระบบมีดาวเคราะห์ที่พบแล้วหนึ่งดวงคือ KOI-5Ab ซึ่งถูกพบและแจกแจงคุณลักษณะโดยใช้ข้อมูลจากปฏิบัติการเคปเลอร์และ TESS ของนาซา เช่นเดียวกับกล้องภาคพื้นดิน KOI-5Ab มีมวลราวครึ่งหนึ่งของดาวเสาร์และโคจรรอบ A ในราว 5 วัน วงโคจรของมันเอียง 50 องศาเมื่อเทียบกับระนาบของดาวฤกษ์ A และ B นักดาราศาสตร์สงสัยว่าวงโคจรที่เอียงนี้เกิดขึ้นจาก B ซึ่งผลักดาวเคราะห์ในระหว่างที่มันยังพัฒนาตัว ป่วนวงโคจรของดาวเคราะห์และเป็นสาเหตุให้มันอพยพเข้ามาจนมีวงโคจรที่สั้นมาก

     ผมคิดในใจว่าผมจำมันได้ Ciardi กล่าวหลังจากที่ได้เห็นข้อมูล TESS จากนั้นเขาก็ย้อนกลับไปและวิเคราะห์ข้อมูลทั้งหมดใหม่อีกครั้ง ซึ่งรวมถึงที่มาจากการสำรวจ California Planet Search ที่นำโดย Andrew Howard ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์จากคาลเทค การสำรวจดังกล่าวใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินซึ่งรวมถึงกล้องเคก เพื่อสำรวจหาร่องรอยการส่าย(wobble) ของดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์ที่โคจรรอบๆ ส่งแรงโน้มถ่วงมากระตุก ถ้าไม่ใช่ว่า TESS ตรวจสอบดาวเคราะห์นี้อีกครั้ง ผมก็คงไม่ย้อนกลับไปและทำงานสืบสวนนี้ทั้งหมดจนเสร็จ Ciardi กล่าว

    Jessie Dotson นักวิทยาศาสตร์โครงการเคปเลอร์/K2 ที่ศูนย์วิจัยเอมส์ของนาซา กล่าวว่า งานวิจัยนี้เน้นให้เห็นความสำคัญของฝูงกล้องโทรทรรศน์อวกาศทั้งหมด และการสอดประสานกันกับระบบสำรวจภาคพื้นดิน การค้นพบเช่นนี้เป็นความพยายามที่ยากนาน โดยรวมแล้ว ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศและภาคพื้นดินได้ช่วยยืนยันว่า KOI-5Ab เป็นดาวเคราะห์ โดยมีมวลราวครึ่งหนึ่งของดาวเสาร์(หรือประมาณ 7 เท่ามวลโลก) โคจรรอบดาวฤกษ์ A ที่มีดาวข้างเคียงในระยะค่อนข้างใกล้(B) โดย ดาวฤกษ์ A และ B มีมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ โคจรรอบกันและกันทุกๆ 30 ปี และมีดาวฤกษ์ดวงที่สาม(C) โคจรรอบคู่นี้ ทุกๆ 400 ปีอีกที

     ชุดข้อมูลที่เพิ่มเติมยังเผยให้เห็นระนาบการโคจรของดาวเคราะห์ซึ่งไม่ได้เรียงตัวตามระนาบการโคจรของดาวดวงที่สอง(B) อย่างที่ควรจะเป็น ถ้าดาวฤกษ์ทั้งสองและดาวเคราะห์ทั้งหมดก่อตัวขึ้นจากดิสก์วัสดุสารเดียวกัน ระบบไตรดาราซึ่งมีอยู่ราว 10% ของระบบดาวทั้งหมด คิดกันว่าก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์สามดวงก่อตัวขึ้นด้วยกันจากดิสก์ก๊าซและฝุ่นก้อนเดียวกัน

     นักดาราศาสตร์ไม่แน่ใจสาเหตุที่ KOI-5Ab เรียงตัวเอียงไปแต่สงสัยว่าแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ดวงที่สอง ผลักดาวเคราะห์ในระหว่างการพัฒนาตัว วุ่นวายกับวงโคจรของมันและเป็นสาเหตุให้มันอพยพเข้ามาในระยะใกล้  

ภาพจากศิลปินแสดง KOI-5Ab ตัดผ่านหน้า KOI-5A ทำให้แสงของดาวฤกษ์สลัวลงเล็กน้อยเป็นเวลาสั้นๆ ในขณะที่ดาวฤกษ์อีกสองดวงในระบบนี้ เห็นอยู่ไกลๆ ในพื้นหลัง

     นี่ไม่ใช่หลักฐานแรกของดาวเคราะห์ในระบบดาวคู่และระบบไตรดารา กรณีที่น่าสนใจกรณีหนึ่งเกี่ยวข้องกับระบบไตรดารา GW Orionis ซึ่งดิสก์ที่กำลังก่อตัวดาวเคราะห์ถูกฉีกออกเป็นวงแหวนที่เอียงอย่างเห็นได้ชัดซึ่งกำลังมีดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นอยู่ แม้ว่าจะมีการค้นพบดาวเคราะห์ในระบบพหุดารา(multiple-star system) หลายร้อยดวงแล้ว แต่ความถี่การก่อตัวดาวเคราะห์ในระบบเหล่านี้นั้นต่ำกว่าที่พบในระบบดาวเดี่ยว นี่อาจจะเนื่องจากความลำเอียงในการสำรวจ(ดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์เดี่ยวนั้นตรวจจับได้ง่ายกว่า) หรือเนื่องจากการก่อตัวดาวเคราะห์นั้นในความเป็นจริงเกิดขึ้นในระบบพหุดาราได้น้อยกว่า เมื่อนักล่าดาวเคราะห์นอกระบบมักจะหลีกเลี่ยงความซับซ้อนในระบบพหุดารา

     เครื่องมือในอนาคตอย่างเช่น PARVI(Palomar Radial Velocity Instrument) บนกล้องโทรทรรศน์เฮลขนาด 200 นิ้ว ที่พาโลมาร์ และ Keck Planet Finder ที่เคก จะเปิดหนทางใหม่ๆ ในการตอบคำถามเหล่านี้ได้ดีขึ้น ดาวฤกษ์ข้างเคียงอาจจะยับยั้งกระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์ Ciardi กล่าว เรายังมีคำถามมากมายเกี่ยวกับว่าดาวเคราะห์สามารถก่อตัวในระบบพหุดาราได้อย่างไรและเมื่อใด และคุณสมบัติของพวกมันเมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ในระบบดาวเดี่ยวเป็นอย่างไร ด้วยการศึกษาระบบ KOI-5 ในรายละเอียดที่มากขึ้น บางทีเราจะได้แง่มุมว่าเอกภพสร้างดาวเคราะห์ได้อย่างไร

แหล่งข่าว phys.org : a planet called KOI-5Ab orbits in a triple-star system with a skewed configuration
                sciencealert.com : astronomers have discovered an alien planet with three suns
                iflscience.com : strange rediscovered planet goes Tatooine one better with three suns