COCONUTS-2b ดาวเคราะห์นอกระบบคาบโคจร 1.1 ล้านปี

 

ภาพจากศิลปินแสดงระบบดาวเคราะห์ COCONUTS-2 โดยมีดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ COCONUTS-2b อยู่ที่พื้นหน้า 

     นักดาราศาสตร์ได้พบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราหลายพันดวงแล้ว แต่มีเพียงไม่กี่ดวงที่ถูกถ่ายภาพได้โดยตรง เนื่องจากเป็นการยากมากๆ ที่จะได้เห็นด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่ นักศึกษาจากสถาบันดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยฮาวายกลับโชคดีได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบจากการถ่ายภาพโดยตรงดวงหนึ่ง และมันก็เป็นดวงที่ใกล้โลกมากที่สุดเท่าที่เคยพบมาด้วย ที่ระยะทางเพียง 35 ปีแสงเท่านั้น

      ด้วยการใช้การสำรวจ COCONUTS(Cool Companions ON Ultrawide orbits) Zhoujian Zhang จากสถาบันเพื่อดาราศาสตร์ และทีมนักดาราศาสตร์ Michael Liu และ Zach Claytor จากสถาบันเดียวกัน, William Best จากมหาวิทยาลัยเทกซัส ที่ออสติน, Trent Dupuy จากมหาวิทยาลัยเอดินเบอระ และ Robert Siverd จากหอสังเกตการณ์เจมิไน ได้จำแนกดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่มีมวล 6 เท่าดาวพฤหัสฯ งานวิจัยของทีมเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters นำไปสู่การค้นพบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์อุณหภูมิต่ำที่โคจรรอบดาวแคระแดงมวลต่ำดวงหนึ่ง ด้วยระยะทางไกลจากโลกโคจรรอบดวงอาทิตย์ประมาณ 6000 เท่า พวกเขาเรียกระบบดาวเคราะห์แห่งใหม่นี้ว่า COCONUTS-2 และดาวเคราะห์ใหม่ COCONUTS-2b ใช้เวลาโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมัน 1.1 ล้านปี

      ด้วยดาวเคราะห์มวลสูงในวงโคจรที่กว้างมากๆ นี้ และดาวฤกษ์แม่ที่เย็นมากๆ COCONUTS-2 จึงเป็นระบบดาวเคราะห์ที่แตกต่างอย่างมากกับระบบสุริยะของเรา Zhang อธิบาย การสำรวจ COCONUTS เป็นเป้าหมายในวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขาที่เพิ่งเสร็จไป ซึ่งมุ่งเป้าที่จะค้นหาวัตถุข้างเคียงที่อยู่ไกลมากๆ รอบดาวฤกษ์ทุกๆ ชนิดที่อยู่ใกล้โลก

COCONUTS-2b จุดแดงทางซ้ายบน

     COCONUTS-2b เป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่ถูกถ่ายภาพโดยตรงที่เย็นที่สุดเป็นอันดับสองเท่าที่เคยพบมา โดยมีอุณหภูมิเพียง 160 องศาเซลเซียสเท่านั้น ซึ่งก็ยังเย็นกว่าเตาอบที่ใช้เพื่ออบคุกกี้ สามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์ได้โดยตรงต้องขอบคุณการเปล่งแสงที่เกิดจากความร้อนที่เหลืออยู่หลังจากการก่อตัวของดาวเคราะห์ซึ่งมีอายุราว 8 ร้อยล้านปี แต่กระนั้น พลังงานที่ดาวเคราะห์ปล่อยออกมาก็ยังอ่อนกว่าที่ดวงอาทิตย์ของมันเปล่งออกมามากกว่า 1 ล้านเท่า ดังนั้น ดาวเคราะห์จึงตรวจจับได้เมื่อใช้แสงอินฟราเรดพลังงานต่ำเท่านั้น

     การตรวจจับและการศึกษาแสงจากดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์รอบดาวฤกษ์อื่นได้โดยตรง โดยปกติเป็นเรื่องที่ยากมากๆ เนื่องจากดาวเคราะห์ที่เราพบมักจะมีวงโคจรที่แคบ และจึงถูกฝังไว้ในแสงจ้าของดาวฤกษ์แม่ Liu ซึ่งเป็นอาจารย์ที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ของ Zhang กล่าว แต่ด้วยระยะโคจรที่ห่างมากๆ COCONUTS-2b จึงเป็นห้องทดลองชั้นเยี่ยมในการศึกษาชั้นบรรยากาศและองค์ประกอบของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์อายุน้อย

      ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกพบครั้งแรกในปี 2011 โดยดาวเทียม WISE(Wide-field Infrared Survey Explorer) แต่ก็เชื่อว่ามันเป็นวัตถุที่ล่องลอยอย่างเป็นอิสระ(free-floating objects) ไม่ได้โคจรรอบดาวฤกษ์ใดๆ Zhang และเพื่อนร่วมงานได้พบว่าในความเป็นจริงแล้ว มันเกี่ยวข้องด้านแรงโน้มถ่วงกับดาวมวลต่ำดวงหนึ่ง COCONUTS-2A ซึ่งมีมวลราวหนึ่งในสามของดวงอาทิตย์ และมีอายุน้อยกว่าดวงอาทิตย์ 10 เท่า

Rob Siverd, Zhoujian Zhang, Michael Liu, Trent Dupuy, Will Best, Zach Claytor ในระหว่างเกิดการระบาดของไวรัสโควิด-19 Zhang ใช้ซูมเพื่อพบปะพูดคุยกับเพื่อนนักวิจัยเกี่ยวกับการค้นพบนี้

     เนื่องจากวงโคจรที่ไกลมากๆ และดาวฤกษ์แม่ที่เย็น ท้องฟ้าของ COCONUTS-2b น่าจะดูแตกต่างอย่างยิ่งเมื่อเทียบกับท้องฟ้าบนโลก เวลากลางคืนและกลางวันน่าจะดูไม่แตกต่างกัน โดยดาวฤกษ์แม่ปรากฏเป็นดาวสีแดงสว่างบนท้องฟ้ายามค่ำคืน

     การค้นพบของ Zhang ยังเติมไฟปรารถนาของเขาในการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ, ดาวแคระน้ำตาล(brown dwarfs) และดาวฤกษ์ต่อไป นักดาราศาสตร์ผู้เปี่ยมด้วยความกระตือรือร้นนี้สำเร็จการศึกษาจากสถาบันเพื่อดาราศาสตร์ฤดูร้อนปีนี้ และจะเริ่มการวิจัยหลังปริญญาเอกในช่วงฤดูใบไม้ร่วง 2021

COCONUTS-2b จุดแดงทางซ้ายบน

ภาพจากศิลปินแสดงระบบดาวเคราะห์ COCONUTS-2 โดยมีดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ COCONUTS-2b อยู่ที่พื้นหน้า

Rob Siverd, Zhoujian Zhang, Michael Liu, Trent Dupuy, Will Best, Zach Claytor ในระหว่างเกิดการระบาดของไวรัสโควิด-19 Zhang ใช้ซูมเพื่อพบปะพูดคุยกับเพื่อนนักวิจัยเกี่ยวกับการค้นพบนี้

แหล่งข่าว phys.org : the second-coldest imaged exoplanet found to date
                sciencealert.com : this newly discovered world is the closest directly imaged exoplanet ever