ท่วงทำนองสอดประสานในระบบดาวเคราะห์ HD 110067

 

ดาวเคราะห์ทั้งหกในระบบ HD 110067 สร้างรูปร่างทางเรขาคณิตที่สวยงามนี้อันเนื่องมาจากโซ่กำทอนของพวกมัน

     นักดาราศาสตร์ได้พบระบบสุริยะที่มีความพร้อมเพรียงที่หาได้ยาก โดยมีดาวเคราะห์หกดวงเคลื่อนที่ราวกับเป็นวงออร์เครสตราอวกาศ ปราศจากการรบกวนโดยแรงภายนอกนับตั้งแต่ที่ระบบก่อตัวขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน

     การค้นพบนี้อาจช่วยอธิบายว่าระบบสุริยะที่พบทั่วทางช้างเผือกมีความเป็นมาอย่างไร ระบบแห่งนี้อยู่ห่างออกไปราว 100 ปีแสงในกลุ่มดาวผมของเบเรนิซ(Coma Berenices) ในปี 2020 ดาวเทียมนักล่าดาวเคราะห์นอกระบบ TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) ของนาซา ได้ตรวจจับแสงดาวฤกษ์ที่หรี่ลง ซึ่งบ่งชี้ว่ามีดาวเคราะห์กำลังเคลื่อนที่ผ่านหน้าพื้นผิวดาวฤกษ์ เมื่อรวมข้อมูลจาก TESS และ คีออปส์(CHEOPs; Characterizing Exoplanet Satellite) ของอีซา ทีมนักวิจัยได้วิเคราะห์ข้อมูลและพบการเรียงตัวอันละเอียดอ่อนนี้

     ในขณะที่ระบบพหุดาวเคราะห์(multi-planet system) พบได้ทั่วไปในกาแลคซีของเรา แต่พวกที่อยู่ในการเรียงตัวอันละเอียดอ่อนที่เรียกว่า กำทอน(resonance) กลับพบได้น้อย  

     ดาวฤกษ์แม่ซึ่งเรียกกันว่า HD 110067 มีระบบที่มีอัตลักษณ์เนื่องจากดาวเคราะห์ทั้งหกเคลื่อนที่ไปโดยพร้อมเพรียงซึ่งในทางเทคนิคเรียกว่า กำทอน ที่แม่นยำและเป็นระเบียบอย่างมาก Enric Palle ผู้เขียนร่วมจากสถาบันดาราศาสตร์ฟิสิกส์ แห่งหมู่เกาะคานารี่ กล่าว

     ดาวเคราะห์ดวงในสุดในระบบแห่งนี้ โคจรไปครบ 3 รอบในทุกๆ 2 รอบที่เพื่อนบ้านลำดับถัดไปโคจร(กำทอน 3/2) กำทอนรูปแบบนี้เกิดขึ้นซ้ำกับดาวที่ใกล้ที่สุดเป็นลำดับสองและสาม และสามกับสี่ ส่วนอีกสองดวงนอกสุด มีคาบโคจร 41 และ 54.7 วัน ตามลำดับ(เป็นกำทอน 4/3) ในขณะที่ดาวเคราะห์ดวงในสุด จะโคจรไป 6 รอบในเวลาพอดิบพอดีกับที่ดาวเคราะห์วงนอกสุดโคจรครบหนึ่งรอบ

อินโฟกราฟฟิคแสดงการเรียงตัวของดาวเคราะห์ทั้งหกในระบบรอบ HD 110067

     คิดกันว่า ระบบสุริยะทั้งหมดรวมถึงระบบของเราเริ่มต้นจากสภาพนี้ แต่ประเมินว่าจะมีเพียงหนึ่งในร้อยที่จะสามารถรักษากำทอนนี้ได้ และสำหรับโซ่กำทอนก็ยิ่งพบได้น้อยลงไปอีก เมื่อกำทอนถูกรบกวนได้ง่าย ยกตัวอย่างเช่น มีดาวเคราะห์ยักษ์ที่สาดสรรพสิ่งที่ผ่านเข้ามาใกล้ กลายเป็นการระดมชนด้วยอุกกาบาต, การผ่านเข้าใกล้กับดาวฤกษ์เพื่อนบ้าน, การชนครั้งใหญ่ที่รบกวนสมดุลทั้งปวง และการรบกวนอื่นๆ

    ยังอาจจะมีดาวเคราะห์บริวารเพิ่มขึ้นอีกในระบบนี้ ทั้งหกดวงที่พบโดยรวมแล้วมีขนาดราวสองถึงสามเท่าโลก แต่มีความหนาแน่นใกล้เคียงกับดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ในระบบของเรา วงโคจรของพวกมันเรียงรายตั้งแต่ 9 ถึง 54 วัน ทำให้พวกมันทั้งหมดอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่มากกว่าวงโคจรดาวศุกร์รอบดวงอาทิตย์ และทำให้พวกมันร้อนจัด

     นักวิทยาศาสตร์บอกว่ายังคงต้องทำการสำรวจเพิ่มเติมเพื่อตรวจสอบว่าในชั้นบรรยากาศของพวกมันมีอะไรบ้าง นอกจากนี้ยังต้องตรวจสอบมวลและวงโคจรของดาวเคราะห์เหล่านี้ให้แม่นยำมากขึ้น

     ในขณะที่นักดาราศาสตร์พบระบบสุริยะที่เคลื่อนที่พ้องแบบนี้ 40 ถึง 50 แห่ง แต่ไม่มีแห่งใดเลยที่มีดาวเคราะห์ในจังหวะที่พอดีอย่างนี้ หรือสว่างอย่างดาวฤกษ์แม่สีส้มดวงนี้ Palle กล่าว ส่วนสมาชิกทีมอีกคน Hugh Osborn จากมหาวิทยาลัยเบิร์น กล่าวว่า เป็นที่ช๊อคและน่ายินดีเมื่อพบว่าคาบการโคจรของดาวเคราะห์ในระบบแห่งนี้ใกล้เคียงกับที่นักวิทยาศาสตร์ได้ทำนายไว้ ผมอ้าปากค้างไปเลย นี่เป็นช่วงเวลาที่ดีจริงๆ

https://www.youtube.com/watch?v=U8jQEnpQfBM

     ไม่มีดาวเคราะห์ใดเลยในการโคจรพ้องสมบูรณ์แบบนี้ ที่อยู่ในส่วนที่เรียกว่า แถบเอื้ออาศัยได้(habitable zone) ของดาวฤกษ์แม่ ซึ่งหมายความว่ามีโอกาสเพียงน้อยนิดที่จะมีสิ่งมีชีวิตอยู่ อย่างน้อยก็ในรูปแบบที่เรารู้จัก Adrien Leleu จากมหาวิทยาลัยเจนีวา ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งในทีมนานาชาติที่เผยแพร่ผลสรุปในวารสาร Nature กล่าวว่า ตอนนี้เรามีเป้าหมายมาตรฐานให้เปรียบเทียบแล้ว

แหล่งข่าว phys.org : a six-planet solar system in perfect synchrony has been found in the Milky Way  
               phys.org : scientists discover rare six-planet system that moves in strange synchrony
                skyandtelescope.com : six sub-Neptunes discovered 100 light-years away