ว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบดวงที่สอง

 

     นักดาราศาสตร์ได้รายงานว่าพบดวงจันทร์ขนาดใหญ่ดวงที่สอง โคจรรอบดาวเคราะห์ขนาดพอๆ กับดาวพฤหัสฯ นอกระบบสุริยะของเรา

     ถ้ายืนยันก็น่าจะหมายความว่า ดวงจันทร์นอกระบบ(exomoons) ก็พบได้ทั่วไปในเอกภพพอๆ กับดาวเคราะห์นอกระบบ(exoplanets) และจะใหญ่หรือเล็ก ดวงจันทร์ก็เป็นส่วนหนึ่งในรายละเอียดของระบบดาวเคราะห์ การพบดวงจันทร์นอกระบบดวงแรกเมื่อ 4 ปีก่อน ยังคงรอคอยการยืนยันผล และว่าที่ดวงใหม่เองก็คงต้องรอคอยการยืนยันที่ยาวนานด้วยเช่นกัน

     การค้นพบนี้เผยแพร่ใน Nature Astronomy นำทีมโดย David Kipping และห้องทดลอง Cool Worlds ที่มหาวิทยาลัยโคลัมเบีย ซึ่งรายงานว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบดวงแรกในปี 2017 นักดาราศาสตร์ได้พบว่าที่ดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่าหมื่นดวงและยืนยันดาวเคราะห์แล้วมากกว่าสี่พันดวง แต่ดวงจันทร์นอกระบบนั้นท้าทายกว่ามาก Kipping กล่าว เขาใช้เวลาทศวรรษที่ผ่านมาในการตามล่าดวงจันทร์นอกระบบ สำหรับว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบดวงแรก Kepler-1625b-I มีขนาดพอๆ กับเนปจูน อยู่ไกลออกไป 7800 ปีแสงจากโลก

     ทีมได้พบว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบขนาดยักษ์โคจรรอบดาวเคราะห์ Kepler-1780b ซึ่งเป็นพิภพที่อยู่ไกลออกไป 5500 ปีแสงในทิศทางกลุ่มดาวหงส์(Cygnus) และพิณ(Lyra) ว่าที่ดวงใหม่มีขนาดประมาณ 2.5 เท่ารัศมีโลก แต่ก็ยังเล็กเพียงหนึ่งในสามของว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบดวงแรก แต่โคจรรอบดาวเคราะห์ขนาดพอๆ กับดาวพฤหัสรอบดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ในวงโคจรคล้ายกับดาวอังคาร(ที่ระยะทางราว 1.6 เท่าระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์) ดวงจันทร์ของมันอยู่ไกลออกไปราว 12 เท่ารัศมีดาวเคราะห์(ใกล้เคียงกับระยะทางของยูโรปารอบดาวพฤหัสฯ)   

ภาพจากศิลปินแสดงดวงจันทร์นอกระบบที่มีขนาดพอๆ กับเนปจูน รอบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงหนึ่ง(ซ้าย) การค้นพบว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบดวงที่สอง บอกใบ้ถึงความเป็นไปได้ที่ดวงจันทร์นอกระบบ(exomoons) อาจจะมีอยู่ทั่วไปพอๆ กับดาวเคราะห์นอกระบบ(exoplanets)  

     ว่าที่ดวงจันทร์ใหญ่ทั้งสองน่าจะเป็นก๊าซ ซึ่งสะสมขึ้นภายใต้แรงโน้มถ่วงจากขนาดที่ใหญ่ เมื่อเทียบกับในระบบสุริยะของเรา ดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดก็คือ กานิมีด(Ganymede) ซึ่งมีขนาดราว 60% ของโลก ถ้าสมมุติฐานของนักดาราศาสตร์ถูกต้อง ดวงจันทร์นอกระบบก็อาจจะเริ่มต้นในฐานะดาวเคราะห์ด้วยซ้ำ เพียงแต่พวกมันถูกจับไว้โคจรรอบดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่กว่าอย่าง Kepler-1625b และ Kepler-1708b

     ดวงจันทร์ทั้งสองอยู่ไกลจากดาวฤกษ์แม่ ซึ่งจะมีแรงโน้มถ่วงกระทำต่อดาวเคราะห์และดึงดวงจันทร์ของพวกมันออกไปได้น้อยกว่า ในความเป็นจริง นักวิจัยมองหาดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์เย็นในวงโคจรที่กว้าง เพื่อหาดวงจันทร์นอกระบบเนื่องจากสิ่งที่พบคล้ายๆ กันในระบบสุริยะของเรา คือ ดาวพฤหัสฯ และดาวเสาร์ ก็มีดวงจันทร์ร่วมร้อยดวงรอบๆ มัน และถ้าจะมีดวงจันทร์อื่นอยู่ตรงนั้นอีก ก็น่าจะมีขนาดเล็กกว่า แต่ก็มองหาได้ยากกว่า Kipping กล่าว การตรวจพบครั้งแรกในการสำรวจใดๆ ดูจะเป็นเรื่องประหลาด พวกตัวใหญ่ๆ นั้นตรวจจับได้ง่ายที่สุดจากความไวที่จำกัดของเรา

     ดวงจันทร์นอกระบบสร้างความฉงนให้กับนักดาราศาสตร์ด้วยเหตุผลเดียวกับที่ดาวเคราะห์นอกระบบเป็น พวกมันมีศักยภาพที่จะเผยให้เห็นว่าชีวิตอาจจะอุบัติขึ้นในเอกภพได้ที่ไหนและอย่างไร นอกจากนี้ยังมีความน่าฉงนในตัวมันเองด้วย นักดาราศาสตร์ต้องการจะทราบว่าดวงจันทร์นอกระบบเหล่านี้ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร, พวกมันค้ำจุนชีวิตได้หรือไม่ และถ้าได้ ดวงจันทร์จะมีบทบาทอย่างไรที่ทำให้ดาวเคราะห์ต้นสังกัดของพวกมันเอื้ออาศัยได้

     ในการศึกษาปัจจุบัน นักวิจัยพิจารณาไปที่ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์เย็นที่สุดที่เคปเลอร์หาได้ หลังจากสแกนดาวเคราะห์ 70 ดวงในเบื้องลึก พวกเขาก็พบว่าที่เพียงดวงเดียวที่ Kepler-1708b ที่มีสัญญาณคล้ายดวงจันทร์ Kipping กล่าวว่า มันเป็นสัญญาณที่ทนทาน ไม่น่าจะโยนสมมุติฐานอะไรใส่มัน มันก็ไม่หายไป

ภาพอธิบายกราฟแสงความสว่างของดาวฤกษ์ เมื่อเกิดการบังโดยดาวเคราะห์ Kepler-1625 และปรากฏสัญญาณการหรี่ขนาดเล็กซึ่งอาจเป็นร่องรอยของดวงจันทร์รอบดาวเคราะห์อีกที 

     ต้องใช้การสำรวจจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่นอย่างฮับเบิล เพื่อยืนยันการค้นพบซึ่งเป็นกระบวนการที่ใช้เวลานานหลายปี แม้ในอีกสี่ปีต่อมา การค้นพบดวงจันทร์นอกระบบดวงแรกของ Kipping ก็ยังคงเป็นที่ถกเถียงอย่างดุเดือด ทีมก็ยังคงสำรวจหลักฐานในทางอื่น มันอาจเป็นแค่ความปั่นป่วนของข้อมูล อาจจะเกิดขึ้นจากดาวฤกษ์หรือสัญญาณรบกวนในเครื่องมือเอง นี่เป็นสิ่งทีดีที่สุดของวิทยาศาสตร์ ถ้าได้พบวัตถุที่น่าสนใจสักดวง ก็ทำการทำนาย และจากนั้นก็ยืนยันหรือปฏิเสธด้วยการสำรวจในอนาคต

     การได้พบดาวเคราะห์ หรือกระทั่งดาวเคราะห์สักดวงไกลออกไปหลายร้อยปีแสงจากโลกเป็นเรื่องที่ไม่ง่ายเลย ดวงจันทร์และดาวเคราะห์จะสำรวจได้โดยอ้อม เมื่อพวกมันผ่านหน้าดาวฤกษ์ต้นสังกัด เป็นสาเหตุให้แสงของดาวฤกษ์มืดลงชั่วคราว การจับสัญญาณการผ่านหน้าอย่างนี้ด้วยกล้องโทรทรรศน์จึงเป็นเรื่องที่ซับซ้อน และต้องมาแปลผลข้อมูลกราฟแสงอีก สำหรับดวงจันทร์ยิ่งตรวจจับยากไปใหญ่เนื่องจากพวกมันมีขนาดเล็กกว่าและกันแสงได้น้อยกว่า

     อย่างไรก็ตาม มีคำถามที่ยังคงอยู่ว่า ระบบต่างด้าวที่ประกอบด้วยดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์และมีีดวงจันทร์ก๊าซ จะก่อตัวขึ้นได้อย่างไร เนื่องจากไม่พบสิ่งเหล่านี้ในระบบของเรา ซึ่งบอกว่ากลไกการก่อตัวจะต้องแตกต่างจากกลไกที่สร้างดวงจันทร์ที่นี่ บางทีดวงจันทร์นอกระบบอาจจะสะสมก๊าซจากดาวเคราะห์นอกระบบต้นสังกัดของพวกมัน หรืออาจจะเริ่มต้นจากการเป็นดาวเคราะห์ด้วยตัวมันเอง และจากนั้นก็ถูกจับไว้ในสนามแรงโน้มถ่วงของเพื่อนบ้านขนาดใหญ่กว่า  

    Laura Kreidberg จากสถาบันมักซ์พลังค์เพื่อดาราศาสตร์ ซึ่งทำการศึกษาติดตามผลที่ทำให้การค้นพบว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบดวงแรกถูกตั้งคำถาม แต่ก็บอกว่าว่าที่ดวงที่สองดูน่าจะมีภาษีมากที่สุดเท่าที่เคยพบมาแต่ก็ยังต้องการข้อมูลที่มากขึ้น เราอยากจะเห็นการสำรวจการผ่านหน้าอื่นๆ ที่แสดงการหรี่แสง 2 ส่วน ครั้งแรกมาจากดาวเคราะห์กันแสงดาวฤกษ์ไว้ และอีกครั้งมาจากดวงจันทร์กันแสงดาวฤกษ์ไว้

     อย่างไรก็ตาม การสำรวจลักษณะนั้นไม่สามารถทำได้ในเวลาอันสั้น กล้องเคปเลอร์ซึ่งปลดระวางไปในปี 2018 และเครื่องมือในปัจจุบันที่มีความสามารถที่จะทำการสำรวจนี้ก็คือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ที่เพิ่งส่งออกสู่อวกาศก็ตารางแน่นมาก อย่างไรก็ตาม นักวิจัยหวังว่าในทศวรรษหน้าซึ่งจะมีกล้องโทรทรรศน์หลายตัวพร้อมทำงานและมีความไวสูงพอที่จะตรวจจับดวงจันทร์นอกระบบได้ รวมถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน(Nancy Grace Roman Space Telescope) เช่นเดียวกับหอสังเกตการณ์ภาคพื้นดินกลุ่มใหม่เช่น กล้องโทรทรรศน์ใหญ่สุดขั้ว(Extremely Large Telescope), กล้องโทรทรรศน์มาเจลลันยักษ์(Giant Magellan Telescope) และกล้องโทรทรรศน์สามสิบเมตร(Thirty Meter Telescope) ก็น่าจะนำไปสู่การยืนยันดวงจันทร์นอกระบบดวงแรกได้

แหล่งข่าว phys.org - astronomers find evidence for a second supermoon beyond our solar system
                skyandltelescope.com – needle in the haystack: new exomoon candidate found
                 iflscience.com – second potential supermoon found outside the solar system, and it’s huge
                sciencealert.com – we may have just detected a supermoon outside the solar system