พิภพแห่งภูเขาไฟ LP 791-18d

 

      ลองจินตนาการถึงดาวเคราะห์ขนาดพอๆ กับโลกแต่กลับไม่มีอะไรเหมือนโลกเลย พิภพแห่งนี้ครึ่งหนึ่งเป็นด้านกลางวันอย่างถาวร ในขณะที่อีกครึ่งหนึ่งก็เป็นกลางคืนอย่างยาวนานไม่สิ้นสุด และมันยังมีภูเขาไฟที่มีกิจกรรมคุกรุ่นอยู่ทั่วไปหมดพอๆ กับดวงจันทร์ไอโอของดาวพฤหัสฯ นักดาราศาสตร์ได้พบดาวเคราะห์เช่นนี้

      ดาวเคราะห์ซึ่งมีชื่อว่า LP 791-18d โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ซึ่งเป็นดาวแคระแดงขนาดเล็ก ห่างออกไปราว 90 ปีแสง กิจกรรมภูเขาไฟทำให้การค้นพบนี้น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับนักดาราศาสตร์เนื่องจากกิจกรรมภูเขาไฟเป็นตัวแสดงถึงปฏิสัมพันธ์ระหว่างภายในและภายนอกของพิภพแห่งนี้ Stephen Kane นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก ยูซี ริเวอร์ไซด์ กล่าวว่า ทำไมกิจกรรมภูเขาไฟจึงมีความสำคัญ ก็เพราะมันเป็นแหล่งหลักที่สร้างชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ และด้วยชั้นบรรยากาศคุณก็อาจจะมีน้ำของเหลวบนพื้นผิวได้

     นักดาราศาสตร์ทราบแล้วว่ายังมีพิภพอีกสองดวงในระบบดาวนี้ คือ LP 791-18b และ c โดยดาวเคราะห์วงใน b มีขนาดใหญ่กว่าโลก 20% ส่วนดาวเคราะห์วงนอก c มีขนาด 2.5 เท่าโลก และมีมวลเกือบ 9 เท่าโลก ในระหว่างแต่ละวงโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ ดาวเคราะห์ c และ d จะผ่านเข้าใกล้กันและกันอย่างมาก ในช่วงเวลานั้น ขนาดที่ใหญ่โตของ c จะสร้างแรงดึงโน้มถ่วงที่ทำให้วงโคจรของ d มีสภาพรีมากขึ้น แทนที่จะเป็นวงกลมดิก การแปรสภาพวงโคจรเหล่านี้ได้สร้างแรงเสียดทานที่ทำให้ภายในดาวเคราะห์ร้อนขึ้น สร้างกิจกรรมภูเขาไฟบนพื้นผิวดาวเคราะห์ ดาวพฤหัสฯ และดวงจันทร์บางดวงของมันก็ส่งผลต่อไอโอในลักษณะคล้ายๆ กัน

      นักวิจัยพบดาวเคราะห์ดวงนี้เมื่อใช้ข้อมูลจากดาวเทียม TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) และกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ที่ปลดเกษียณการทำงานแล้ว Kane เป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ทำการสำรวจ TESS และร่วมเขียนรายงานการค้นพบดาวเคราะห์ดวงใหม่นี้ ซึ่งเผยแพร่ในวารสาร Nature รายละเอียดหลักอีกประการของดาวเคราะห์นี้ก็คือ ความจริงที่มันไม่หมุนรอบตัว

     Bjorn Benneke ผู้เขียนร่วมรายงาน และศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ ที่สถาบันทรอตเทียร์เพื่อการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบ(i REX) มหาวิทยาลัยมอนทรีออล กล่าวว่า LP 791-18d นั้นอยู่ในไทดัลล๊อค(tidal lock) ซึ่งหมายความว่าจะหันด้านเดียวเข้าหาดาวฤกษ์แม่ ด้านกลางวันก็น่าจะร้อนเกินกว่าที่จะมีน้ำของเหลวบนพื้นผิวได้ แต่ระดับของกิจกรรมภูเขาไฟที่เราสงสัยน่าจะเกิดขึ้นทั่วดาวเคราะห์ จนน่าจะสร้างชั้นบรรยากาศขึ้นมาได้ ซึ่งอาจจะช่วยให้น้ำควบแน่นที่ด้านกลางคืน

      แม้การมีภูเขาไฟที่คุกรุ่นอย่างคงที่จำนวนมากน่าจะทำให้ดาวเคราะห์นี้ไม่สามารถเอื้ออาศัยได้ แต่การมีภูเขาไฟก็ได้ให้ข้อมูลใหม่ๆ เกี่ยวกับวิวัฒนาการ Jessie Christiansen ผู้เขียนร่วมรายงาน และนักวิทยาศาสตร์วิจัยจากคาลเทค กล่าวว่า คำถามข้อใหญ่ในทางดาราศาสตร์ชีววิทยาก็คือ การแปรสัณฐาน(tectonic) หรือกิจกรรมภูเขาไฟจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิตหรือไม่

     นอกเหนือจากที่ภูเขาไฟจะสร้างชั้นบรรยากาศแล้ว กระบวนการยังหมุนเวียนวัสดุสารที่น่าจะจมลง ให้ขึ้นสู่เปลือกดาวเคราะห์ รวมถึงสสารที่เราคิดว่าสำคัญต่อชีวิต อย่างเช่น คาร์บอน Christiansen กล่าว การค้นพบภูเขาไฟที่มีกิจกรรมเมื่อเร็วๆ นี้บนดาวศุกร์ก็ยังแสดงว่าดาวเคราะห์ขนาดพอๆ กับโลกจะยังคงเติมชั้นบรรยากาศได้ ไม่ว่าจะมีหรือไม่มีการแปรสัณฐานแผ่นเปลือกก็ตาม

      องค์ประกอบหลักจากการปะทุของภูเขาไฟก็คือ คาร์บอนไดออกไซด์และไอน้ำ ซึ่งเป็นก๊าซเรือนกระจก(greenhouse gases) ที่สามารถช่วยทำให้ดาวเคราะห์อุ่นขึ้นได้ บนดาวศุกร์ คาร์บอนไดออกไซด์จากภูเขาไฟลอยอยู่ในชั้นบรรยากาศ ผลักดันจนดาวเคราะห์อยู่ในสถานะเรือนกระจกแบบกู่ไม่กลับ(runaway greenhouse) Kane กล่าว ทุกวันนี้ อุหภูมิพื้นผิวดาวศุกร์สูงมากกว่า 450 องศาเซลเซียส ร้อนพอๆ กับเตาอบพิซซาด้วยฟืน และโอกาสของชีวิตก็ริบหรี่ แต่มันอาจจะไม่ได้เป็นอย่างนั้นมาโดยตลอด

     ภูเขาไฟอาจจะเป็นชิ้นส่วนปริศนาชิ้นใหญ่ว่าจริงๆ แล้วเกิดอะไรขึ้นกับดาวศุกร์ ดาวเคราะห์อย่าง LP 791-18d อาจเปิดแง่มุมใหม่ๆ ว่าภูเขาไฟตกแต่งสภาพแวดล้อมบนดาวเคราะห์ได้อย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป รวมถึงกับดาวศุกร์และโลกด้วย ดาวเคราะห์ c ได้รับการสำรวจจากกล้องเวบบ์เรียบร้อยแล้ว และทีมคิดว่าดาวเคราะห์ d เองก็เป็นที่ที่น่าสนใจสำหรับการศึกษาชั้นบรรยากาศโดยเวบบ์เช่นกัน

 

แหล่งข่าว phys.org - astronomers discover alternative Earth likely covered with volcanoes
                scitechdaily.com – volcano world: earth-sized planet discovered by astronomers may be carpeted with volcanoes