ดาวเคราะห์ยักษ์ที่มีปฏิกิริยานิวเคลียร์ในแกนกลาง

 

ภาพจากศิลปินแสดงช่วงมวลคร่าวๆ ของดาวเคราะห์, ดาวแคระน้ำตาล และดาวฤกษ์ เทียบเป็นมวลดาวพฤหัสฯ

    ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้พบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่ดวงหนึ่งซึ่งเป็นดวงแรกที่ถ่ายภาพได้โดยตรง ต้องขอบคุณปฏิบัติการไกอาของยุโรป และก็ดูเหมือนมันจะมีปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นในแกนกลาง

     ทีมซึ่งนำโดยศาสตราจารย์ Sasha Hinkley จากมหาวิทยาลัยเอกซ์เตอร์ ในอังกฤษ ได้พบดาวเคราะห์นอกระบบดวงนี้โคจรห่างออกมาจากดาวฤกษ์ HD 206893 ที่ 483 ล้านกิโลเมตร โดยระบบแห่งนี้อยู่ห่างจากโลกออกไป 130 ปีแสง มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราราว 30% ดาวฤกษ์นี้มีดิสก์เศษซากรอบๆ มัน และจึงคิดว่าน่าจะมีโอกาสได้พบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่ๆ

     จากนั้น ปฏิบัติการไกอาได้ทำการตรวจสอบตำแหน่งของดาวฤกษ์นี้เมื่อมันเคลื่อนที่ข้ามท้องฟ้าอย่างแม่นยำสูงมาก และข้อมูลการตรวจสอบตำแหน่งดาว(astrometry) ก็บอกถึงการมีอยู่ของดาวเคราะห์นอกระบบซึ่งบอกผ่านได้จากการส่ายของดาวฤกษ์ การสำรวจติดตามผลจากไกอา โดยใช้เครื่องมือ GRAVITY บน VLT ในทะเลทรายอะตาคามา ได้ยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์นอกระบบดวงใหม่ HD 206893c ได้โดยตรง

      ยิ่งกว่านั้น การสำรวจยังช่วยให้นักวิจัยได้วิเคราะห์สเปคตรัมแสงจากชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนี้ วัตถุมีความสว่างเพิ่มขึ้น ได้บอกว่าแกนกลางของดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้ กำลังมีการหลอมนิวเคลียส(nuclear fusion) โดยใช้ดิวทีเรียม(deuterium) ซึ่งเป็นไฮโดรเจนไอโซโทปหนักรูปแบบที่มี 1 นิวตรอน

      ก่อนหน้านั้นในปี 2017 นักวิทยาศาสตร์ได้พบดาวแคระน้ำตาลดวงหนึ่ง HD 206893B โคจรรอบดาวฤกษ์หลัก อย่างไรก็ตาม การจับตาดูระบบแห่งนี้ในระยะยาวโดยเครื่องมือ HARPS เช่นเดียวกับการตรวจสอบการเคลื่อนที่เฉพาะ(proper motion) จากไกอา ก็บอกใบ้ถึงการมีอยู่ของวัตถุมวลต่ำกว่า, ที่อยู่ใกล้กว่า  จึงได้พบดาวเคราะห์ดวงใหม่ซึ่งโคจรที่ราวครึ่งทางระหว่างวงโคจรดาวอังคารกับดาวพฤหัสฯ ในระบบของเรา

      ดาวเคราะห์ที่เพิ่งค้นพบใหม่มีมวลที่ราว 13 เท่ามวลดาวพฤหัสฯ ขนาดที่ใหญ่โตและหลักฐานการหลอมนิวเคลียสบอกว่า มันอยู่ที่รอยต่อระหว่างการเป็นดาวเคราะห์ กับดาวแคระน้ำตาล(brown dwarfs) ซึ่งเป็นวัตถุปริศนาที่ก่อตัวขึ้นในแบบเดียวกับดาวฤกษ์แท้ แต่ไม่ได้มีมวลสูงมากพอที่จะทำให้เกิดการหลอมนิวเคลียส การค้นพบนี้จึงให้แง่มุมใหม่ๆ แก่นักวิทยาศาสตร์สู่การแยกแยะระหว่างดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ กับดาวแคระน้ำตาล

เมื่อรวมสเปคตรัม K-brand จาก HD 206893c และ B(สีแดงและม่วงอ่อน ตามลำดับ) โดย GRAVITY พร้อมกับแบบจำลอง DRIFTPHOENIX ที่สอดคล้องที่สุด(สีดำและน้ำตาลอ่อน) สีส้มอ่อน, เขียว และฟ้าเป็นการตรวจสอบสเปคตรัมในคลังจาก B ซึ่งก็ผนวกไว้ในแบบจำลองด้วย

     การค้นพบ HD 206893c เป็นช่วงเวลาที่มีความสำคัญเป็นอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ เมื่อดาวเคราะห์ของเราอาจจะเป็นครั้งแรกที่ไกอาได้พบดาวเคราะห์นอกระบบ โดยตรง Hinkley กล่าว การค้นพบได้แสดงว่าไกอายังอาจบอกถึงว่าที่ดาวเคราะห์นอกระบบ ซึ่งจากนั้นก็ตรวจจับโดยตรงโดยการสำรวจติดตามผล ทั้งจากภาคพื้นดิน หรือโดยหอสังเกตการณ์ในอวกาศ อย่างกล้องเวบบ์

     การศึกษาใหม่ที่มีชื่อเรื่อง ”Direct Discovery of the Inner Exoplanet in the HD 206893 System” เผยแพร่ในวารสาร Astronomy & Astrophysics และเผยแพร่ออนไลน์บน arXiv นอกจากนี้ Hinkley ยังนำเสนอการค้นพบในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน ในซีแอตเติล ด้วย

แหล่งข่าว space.com : newfound alien planet has nuclear fusion going in its core
                phys.org : Gaia helps discover directly imaged planet undergoing nuclear fusion