7 ดาวเคราะห์สุดพิลึก

เวลาที่นักดาราศาสตร์ยุคใหม่เล็งกล้องโทรทรรศน์ไปยังดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างออกไปหลายพันล้านกิโลเมตร พวกเขาก็วัดอุณหภูมิพื้นผิวและวาดแผนที่เรือนเมฆของดาวเหล่านั้นได้ แต่ไม่กี่ทศวรรษก่อนหน้านั้น นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่า เราจะไม่มีวันค้นพบดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ เพราะดาวเคราะห์เหล่านั้นทั้งเล็กและไกลเกินไป

แต่เมื่อปี 1992 ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกก็ถูกค้นพบ และทุกวันนี้จำนวนดาวเคราะห์ที่เรารู้จักยังเพิ่มขึ้นทุกสัปดาห์ เมื่อเดือน ก.พ.ปีนี้ ดาวเคราะห์นอกระบบ 715 ดวงที่ถูกค้นพบโดยกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ได้รับการรับรอง จำนวนทั้งหมดในขณะนี้จึงมีเกือบ 2,000 ดวงแล้ว

ในขณะที่การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกเมื่อ 22 ปีก่อน เป็นข่าวดังไปทั่วโลก การค้นพบดาวเคราะห์ใหม่ทุกวันนี้กลับไม่มีคนสนใจ ส่วนกระบวนการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะนั้นกลายเป็นงานประจำซ้ำซากไปเสียแล้ว

นักวิทยาศาสตร์เริ่มศึกษาสภาพดาวเคราะห์ห่างไกลอย่างละเอียด และยิ่งได้ข้อมูลเพิ่มขึ้นก็ยิ่งประหลาดใจมากขึ้น เพราะดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะนั้นเป็นฝูงตัวประหลาดที่มีความแปลกหลายแบบ ตั้งแต่ดาวเคราะห์ที่ถูกดาวฤกษ์กลืนกิน จนถึงมีเมฆปกคลุมถาวร

แสงที่อัดแน่นด้วยข้อมูล

นักดาราศาสตร์ไม่สามารถสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้โดยตรง แม้จะใช้กล้องโทรทรรศน์กำลังสูงรุ่นใหม่ก็ตาม แสงดาวฤกษ์จะกลบดาวเคราะห์ไปสิ้น แต่นักวิทยาศาสตร์ใช้ข้อเท็จจริงที่ว่าแสงดาวฤกษ์ส่องผ่านบรรยากาศของดาวเคราะห์ก่อนส่องถึงโลก แสงที่ส่องผ่านบรรยากาศดาวเคราะห์จะเปลี่ยนแปลงคุณภาพไปตามองค์ประกอบของสสารในบรรยากาศนั้น

ตัวอย่างเช่น โมเลกุลของออกซิเจนดูดกลืนแสงส่วนที่มีความยาวคลื่น 628 และ 687 นาโมเมตร เท่ากับแสงสีส้มและสีแดง ถ้าแสงที่มาถึงโลกไม่มีสองสีนี้ บรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่เป็นตัวกลางจะต้องมีออกซิเจนอยู่ด้วย

นักวิทยาศาสตร์วิจัยสายรุ้ง

ในทางปฏิบัติ นักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์แสงดาวโดยการนำแสงผ่านปริซึมซึ่งจะกระจายแสงดาวออกเป็นแถบสีรุ้งหรือสเปกตรัม ถ้าในแถบสเปกตรัมมีเส้นดำบางๆ แปลว่าแสงนั้นไม่มีความยาวคลื่นที่ตรงกับตำแหน่งของเส้นดำ โมเลกุลอื่นที่พบในบรรยากาศดาวเคราะห์ นอกจากออกซิเจนยังมีคาร์บอนไดออกไซด์และมีเทนด้วย

องค์ประกอบของบรรยากาศเป็นสิ่งบ่งชี้ชนิดของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะชั้นยอด ถ้าบรรยากาศมีไฮโดรเจนและฮีเลียมปริมาณมาก ดาวเคราะห์ดวงนั้นน่าจะเป็นดาวเคราะห์แก๊ส นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถวัดขนาดและมวลของดาวเคราะห์จากแสงได้อีกด้วย แสงจากดาวฤกษ์บางดวงดูเหมือนโยกหน้าโยกหลังได้เล็กน้อย อันเกิดจากความโน้มถ่วงของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะมีผลดึงดูดเล็กน้อยต่อดาวฤกษ์ของมัน ทำให้ดาวฤกษ์ส่าย (wobble) ยิ่งดาวเคราะห์มีขนาดใหญ่ การส่ายจะยิ่งแรงขึ้น

ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะหลายดวงโคจรผ่านหน้าและบังแสงดาวฤกษ์ของมันไปบางส่วน การหรี่แสงนี้มีผลน้อยมาก คือลดเพียง 1/10,000 เท่าหรือน้อยกว่า แต่ด้วยอุปกรณ์ที่ไวแสงมากขึ้นช่วยวัดแสงได้อย่างละเอียด

นักดาราศาสตร์จึงสามารถวัดมวลและขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง รวมทั้งคาบการโคจรของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะประเภทนี้ได้ โดยใช้อัตราและระยะเวลาการลดความสว่างเท่านั้น

เมื่อรู้ขนาดและมวลก็รู้ความหนาแน่นการเปรียบเทียบสมบัติเหล่านี้ของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ ช่วยให้นักดาราศาสตร์ยืนยันได้เกือบทุกครั้งว่า ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงนั้นเป็นดาวเคราะห์แก๊สหรือดาวเคราะห์หิน

ความฝันถึงโลกใบที่ 2 ยังคงอยู่

นักล่าดาวเคราะห์ทุกคนฝันถึงการค้นพบดาวเคราะห์หินที่เหมือนกับโลก แต่ก็ยังไม่มีใครทำได้ ที่ผ่านมาดาวเคราะห์ที่พบเกือบทั้งหมดนั้นเป็นดาวเคราะห์แก๊สขนาดใหญ่และหนัก นี่ไม่ได้แปลว่าดาวเคราะห์ที่เหมือนกับโลกเป็นของหายากในเอกภพ แต่เกิดจากวิธีค้นหาที่นักวิทยาศาสตร์ใช้อยู่ต่างหาก เปรียบเสมือนเราลากอวนตาห่างมากๆ ในมหาสมุทรแอตแลนติกและจับได้แต่วาฬ แล้วสรุปว่าวาฬคือสิ่งมีชีวิตที่มีดาษดื่นที่สุดในโลก แต่อวนของเรามีขนาดตาถี่ลงทุกวัน ทำให้เราพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีขนาดเล็กลงเรื่อยๆ ที่เหลือก็แค่รอว่านักดาราศาสตร์จะค้นพบคู่แฝดของโลกเมื่อไรเท่านั้น