ดาวเคราะห์รอบพัลซาร์พบได้ยาก

 

ภาพจากศิลปินแสดงระบบดาวเคราะห์รอบพัลซาร์ ซึ่งเปล่งคลื่นออกมาเป็นจังหวะ

    ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกสุดที่พบตั้งแต่เมื่อ 30 ปีก่อน รอบๆ ดาวที่หมุนรอบตัวเร็วมากที่เรียกว่า พัลซาร์ ขณะนี้นักดาราศาสตร์ได้เห็นว่าดาวเคราะห์เหล่านี้อาจจะพบได้ยากอย่างไม่น่าเชื่อ งานวิจัยใหม่นำเสนอวันที่ 12 กรกฎาคม ในการประชุมดาราศาสตร์แห่งชาติ(NAM 2022) โดย Luliana Nitu นักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์

     ยังคงไม่ทราบกระบวนการที่ทำให้ดาวเคราะห่กอตัวขึ้นและอยู่รอด รอบๆ พัลซาร์(pulsars) การสำรวจพัลซาร์ 800 แห่งโดยหอสังเกตการณ์โจเดรลล์แบงค์ ตลอด 50 ปีหลัง ได้เผยให้เห็นว่าระบบของดาวเคราะห์ต่างด้าวแห่งแรกที่ถูกพบนี้อาจจะไม่ธรรมดาอย่างมาก โดยรวมในบรรดาพัลซาร์ทั้งหมด มีโอกาสไม่ถึง 0.5% ที่จะมีดาวเคราะห์มวลพอๆ กับโลก

     พัลซาร์เป็นดาวนิวตรอนชนิดหนึ่ง ซึ่งก็เป็นดาวที่หนาแน่นที่สุดในเอกภพ ก่อตัวขึ้นระหว่างการระเบิดหลังจากดาวฤกษ์จบชีวิตลง พวกมันเสถียรอย่างมาก, หมุนรอบตัวเร็วจี๋และมีสนามแม่เหล็กที่รุนแรงอย่างมาก พัลซาร์จะเปล่งลำแสงที่เปล่งคลื่นวิทยุจากขั้วแม่เหล็กของพวกมัน ซึ่งเมื่อดาวหมุนรอบตัวลำแสงปรากฏเป็นจังหวะ(pulses) พัลซาร์สร้างสัญญาณซึ่งกวาดผ่านโลกทุกครั้งที่พวกมันหมุนรอบตัว คล้ายกับประภาคารในอวกาศ Nitu กล่าว สัญญาณเหล่านี้ซึ่งกล้องโทรทรรศน์วิทยุจับไว้ได้ และจะให้ข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งมากมาย

     ในปี 1992 นักดาราศาสตร์ Aleksander Wolszczan และ Dale Frail ได้พบดาวเคราะห์ดวงแรกที่พบนอกระบบสุริยะ โดยโคจรรอบพัลซาร์ที่มีชื่อว่า PSR B1257+12 ขณะนี้เป็นที่ทราบแล้วว่าระบบดาวเคราะห์แห่งนี้มีดาวเคราะห์สามดวงที่มีมวลใกล้เคียงกับดาวเคราะห์หินในระบบสุริยะของเรา สภาวะในระบบแห่งนี้ซึ่งอยู่ไกลออกไป 2300 ปีแสง ก็ไม่ได้โสภานัก พัลซาร์หมุนรอบตัวทุกๆ 6.22 มิลลิวินาที(ประมาณ 161 รอบต่อวินาที) ฟาดรังสีอันตรายเข้าใส่ดาวเคราะห์ของมัน จึงไม่ต้องสงสัยเลยว่าพัลซาร์แห่งนี้ ซึ่งมีชื่อเล่นว่า ลิค(Lich) ตามชื่อปีศาจทรงพลังและเป็นอมตะ  

พัลซาร์(pulsars) เป็นดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเร็วและเปล่งคลืนลำแคบๆ ออกมา เมื่อกวาดผ่านโลก จะเห็นเหมือนแสงเป็นจังหวะ(pulses) ที่เท่ยงตรงมากๆ  

     นับแต่นั้นมา ก็พบดาวเคราะห์รอบพัลซาร์จำนวนหนึ่ง อย่างไรก็ตาม สภาวะที่รุนแรงอย่างสุดขั้วจากการกำเนิดและการดำรงของพัลซาร์ก็ทำให้การก่อตัวดาวเคราะห์ปกติไม่น่าเกิดขึ้นได้ และดาวเคราะห์ที่ถูกพบหลายแห่งก็เป็นวัตถุที่น่าพิศวง เช่น ดาวเคราะห์ที่เป็นเพชรเกือบทั้งดวง ในระบบ PSR J1719-1438 ไม่เหมือนกับดาวเคราะห์ที่รู้จักในระบบของเราเลย

      ทีมนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ได้ทำการสำรวจดาวเคราะห์ที่โคจรรอบพัลซาร์งานใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยทำมา โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ทีมมองหาสัญญาณที่บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่มีมวลสูงถึงระดับ 100 เท่ามวลโลก และคาบการโคจรระหว่าง 20 วันถึง 17 ปี มีพัลซาร์ 15 แห่งที่ตรวจจับสัญญาณคาบเวลาที่อาจเกิดจากดาวเคราะห์นอกระบบ ที่น่าสนใจที่สุดก็คือ ระบบ PSR J2007+3120 ซึ่งมีโอกาสที่จะมีดาวเคราะห์หินอย่างน้อย 2 ดวง โดยมีมวลสูงกว่าโลกสองสามเท่า และคาบการโคจรที่ 1.9 และ 3.6 ปี

     ผลสรุปของงานศึกษานี้บ่งชี้ว่าไม่มีการโน้มเอียงในแง่มวลดาวเคราะห์หรือคาบการโคจรในระบบรอบพัลซาร์ อย่างไรก็ตาม ผลที่ได้ได้ให้ข้อมูลเกี่ยวกับรูปร่างวงโคจรของดาวเคราะห์ คือเมื่อเทียบกับวงโคจรเกือบกลมของดาวเคราะห์ในระบบของเรา ดาวเคราะห์เหล่านี้น่าจะโคจรรอบดาวฤกษ์ของพวกมันในเส้นทางที่รีอย่างมาก นี่บ่งชี้ว่ากระบวนการก่อตัวของดาวเคราะห์ในระบบพัลซาร์ จะต้องแตกต่างอย่างรุนแรงกับระบบดาวทั่วไป งานวิจัยเผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

 

แหล่งข่าว phys.org – undead planets: the unusual conditions of the first exoplanet detection
                iflscience.com – first exoplanet ever discovered was much rarer find than previously thought
                space.com – Earth-like planets in dead star “cosmic graveyards” get stranger
                sciencealert.com – humanity’s first-ever exoplanet discovery was an unbelievable fluke