ดาวเคราะห์ในระบบดาว 3 ดวง

โดย...วรเชษฐ์ บุญปลอด

ทัศนียภาพที่ ลุค สกายวอล์กเกอร์ มองดวงอาทิตย์ 2 ดวง กำลังตกลับขอบฟ้าบนดาวเคราะห์ทาทูอีน คงเป็นภาพที่หลายคนจดจำได้จากภาพยนตร์สตาร์วอร์ส เมื่อไม่นานมานี้ นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ในระบบดาว 3 ดวง นั่นแปลว่าบนท้องฟ้าของดาวดวงนั้นต้องมีดวงอาทิตย์อยู่ถึง 3 ดวง

เราอยู่ในระบบสุริยะที่มีดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์ดวงเดียวของระบบ เราจึงคุ้นเคยกับการมีดวงอาทิตย์เป็นดวงไฟสว่างหนึ่งเดียวอยู่บนท้องฟ้าในเวลากลางวัน แต่นอกระบบสุริยะ ยังมีระบบดาวที่มีดาวฤกษ์ 2 ดวง หรือมากกว่า ถ้ามีสองดวงเรียกว่าดาวคู่ ถ้ามี 3 ดวง ก็เรียกว่าระบบดาวสามดวง หรือถ้ามีมากกว่านั้นก็เรียกว่าระบบดาวหลายดวง

ในระบบดาวที่มีดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงเดียว จัดว่ามีเสถียรภาพที่สุด เพราะดาวฤกษ์มักมีมวลมากกว่าดาวเคราะห์หลายเท่า จึงมองได้แบบง่ายๆ ว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นโคจรรอบดาวฤกษ์ที่ศูนย์กลางของระบบ ทั้งที่จริงแล้ว ทั้งดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ต่างก็โคจรรอบศูนย์ระบบมวล คือจุดศูนย์กลางมวลของระบบซึ่งคิดอิทธิพลของมวลจากทุกๆ วัตถุ

สัปดาห์ที่ผ่านมา คณะนักวิจัยนำโดยนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแอริโซนา รายงานการค้นพบดาวเคราะห์รอบระบบดาว HD 131399 อยู่ห่างออกไป 320 ปีแสง อยู่ในทิศทางของกลุ่มดาวคนครึ่งม้าบนซีกฟ้าใต้ ระบบนี้มีดาวฤกษ์ 3 ดวง จึงเรียกชื่อดาวฤกษ์แต่ละดวงในระบบว่า HD 131399A, HD 131399B และ HD 131399C ในสามดวงนี้ ดาว A สว่างและมีมวลมากที่สุด (ราว 1.8 เท่าของมวลสุริยะ) ดาว B และ C อยู่ใกล้กันและโคจรรอบกันที่ระยะห่าง 10 เอยู โดยที่ทั้งคู่โคจรรอบดาว A ที่ระยะห่าง 300 เอยู (เอยูหรือหน่วยดาราศาสตร์ คือ ระยะทางเฉลี่ยระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์)

คณะนักวิจัยค้นพบดาวเคราะห์รอบดาวดวงแรกของระบบ จึงเรียกชื่อว่า HD 131399Ab (ละอักษร a ไว้ หากมีการค้นพบดาวเคราะห์รอบดาวดวงนี้เพิ่มเติมอีกจะเรียกว่า HD 131399Ac, HD 131399Ad, ...)

เราเรียกดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ว่าดาวเคราะห์ต่างระบบ ส่วนใหญ่การค้นพบดาวเคราะห์ต่างระบบจะมาจากการสังเกตทางอ้อม อย่างการสังเกตการเลื่อนของสเปกตรัม หรือสังเกตพบว่าความสว่างของดาวฤกษ์ลดลงเล็กน้อยเป็นคาบ เนื่องจากดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ แต่ดาวเคราะห์ต่างระบบ HD 131399Ab ค้นพบจากการถ่ายภาพได้โดยตรง ซึ่งถือเป็นสัดส่วนเล็กน้อยของดาวเคราะห์ต่างระบบที่ค้นพบมาแล้วทั้งหมด

ดาว HD 131399Ab เป็นดาวเคราะห์ต่างระบบดวงแรกที่ค้นพบโดยอุปกรณ์สเฟียร์ (SPHERE ย่อมาจาก Spectro-Polarimetric High-Contrast Exoplanet Research Instrument) ซึ่งไวต่อแสงอินฟราเรด มีระบบแก้ผลจากความแปรปรวนในบรรยากาศโลก และบังแสงจากดาวฤกษ์ ช่วยให้สามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์ต่างระบบได้ โดยตรง อุปกรณ์นี้ติดตั้งในระบบกล้องโทรทรรศน์วีแอลทีที่หอดูดาวอีเอสโอทางตอนเหนือของชิลี ซึ่งเป็นหอดูดาวของยุโรปที่ไปสร้างไว้ในซีกโลกใต้ เพื่อสังเกตวัตถุท้องฟ้าที่อยู่ลึกลงไปในซีกฟ้าใต้ซึ่งมองไม่เห็นจากทวีปยุโรป

ผลการวิเคราะห์ในเบื้องต้นคาดว่าดาว HD 131399Ab มีมวลประมาณ 4 เท่าของดาวพฤหัสบดี จึงจัดเป็นดาวเคราะห์แก๊สยักษ์แบบดาวพฤหัสบดี อุณหภูมิบรรยากาศราว 850 เคลวิน หรือประมาณ 580 องศาเซลเซียส พบมีเทนและน้ำในบรรยากาศ หากกำเนิดพร้อมกับดาวฤกษ์ในระบบคาดว่ามีอายุประมาณ 16 ล้านปี นับว่าเป็นดาวเคราะห์ต่างระบบที่มีอายุน้อยที่สุดดวงหนึ่งเท่าที่พบมา

ดาวเคราะห์ดวงนี้อยู่ห่างดาวฤกษ์ HD 131399A ราว 80 เอยู หรือประมาณ 2 เท่าของระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงพลูโต มีคาบการโคจรเทียบเท่ากับระยะเวลา 550 ปีของโลก จากตำแหน่งและวงโคจรของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ในระบบ นักดาราศาสตร์พบว่าหากเราไปอยู่บนดาวเคราะห์ดวงนี้ จะมีระยะเวลาราว 1/4 ของปี หรือเทียบเท่ากับระยะเวลาราว 140 ปีของโลก ที่ไม่มีเวลากลางคืน ช่วงนั้น บนท้องฟ้าจะมองเห็นดาว B และ C อยู่ตรงข้ามกับดาว A ทำให้มีแสงดาวฤกษ์ส่องบนดาวเคราะห์ตลอดเวลา และจะมีอีกช่วงหนึ่งที่เห็นดาวฤกษ์ทั้งสามอยู่ใกล้กัน ขึ้นและตกพร้อมกัน

แบบจำลองการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ในระบบนี้แสดงว่าหากดาวเคราะห์ HD 131399Ab โคจรห่างจากดาว A มากกว่านี้ มันอาจถูกแรงโน้มถ่วงของดาว B และ C รบกวนจนกระเด็นออกจากระบบได้

นักดาราศาสตร์สนใจศึกษาดาวเคราะห์ที่โคจรรอบระบบดาวหลายดวงมากเป็นพิเศษ เนื่องจากเป็นตัวอย่างของการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ภายใต้สถานการณ์ที่สุดโต่ง แม้ยังไม่ชัดเจนว่าดาว HD 131399Ab ถือกำเนิดและอยู่ในวงโคจรปัจจุบันได้อย่างไร วงโคจรมีเสถียรภาพมากน้อยเพียงใด แต่ก็แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายของความเป็นไปได้ในเอกภพที่เราต้องศึกษากันต่อไป

ปรากฏการณ์ท้องฟ้า (10-17 ก.ค.)

เวลาหัวค่ำมีดาวเคราะห์ 3 ดวง อยู่บนท้องฟ้า ได้แก่ ดาวพฤหัสบดี ดาวอังคาร และดาวเสาร์ ดาวพฤหัสบดีสว่างที่สุดในสามดวงนี้ ปรากฏอยู่ในกลุ่มดาวสิงโตบนท้องฟ้าด้านทิศตะวันตก เริ่มเห็นท่ามกลางแสงสนธยา โดยอยู่ที่มุมเงยประมาณ 30-40 องศา หลังจากนั้นเคลื่อนต่ำลง ตกลับขอบฟ้าในเวลาประมาณ 4 ทุ่ม

ดาวอังคารกับดาวเสาร์อยู่สูงบนท้องฟ้าด้านทิศใต้ โดยดาวอังคารยังอยู่ในกลุ่มดาวคันชั่ง ดาวเสาร์อยู่ในกลุ่มดาวคนแบกงู กลุ่มดาวแมงป่องคั่นอยู่ระหว่างกลุ่มดาวทั้งสอง ขณะนี้ดาวอังคารอยู่ทางทิศตะวันตกของดาวเสาร์ที่ระยะห่างประมาณ 17 องศา และกำลังเคลื่อนไปทางทิศตะวันออกอย่างช้าๆ จึงเข้าใกล้ดาวเสาร์มากขึ้น ต้นเดือน ส.ค.ดาวอังคารจะเข้าสู่กลุ่มดาวแมงป่อง จากนั้นผ่านทางทิศใต้ของดาวเสาร์ในปลายเดือนเดียวกัน สัปดาห์นี้ดาวอังคารตกลับขอบฟ้าราวตี 2 ดาวเสาร์ตกหลังดาวอังคารประมาณ 1 ชั่วโมง

ปลายสัปดาห์ดาวพุธและดาวศุกร์ทำมุมห่างดวงอาทิตย์จนเริ่มปรากฏบนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ แต่ดาวเคราะห์ทั้งสองยังคงอยู่ใกล้ขอบฟ้ามาก อาจสังเกตได้ยาก ค่ำวันที่ 16 ก.ค. ดาวพุธและดาวศุกร์เข้าใกล้กัน ห่างกันเพียง 0.6 องศา โดยอยู่ในทิศทางของกลุ่มดาวปู มีโอกาสสังเกตเห็นได้ในแสงสนธยาหากใกล้ขอบฟ้าทิศตะวันตกไม่มีเมฆหรือหมอกควันบดบัง แต่คาดว่าคงเป็นไปได้ยากด้วยสภาพอากาศของฤดูฝน

สัปดาห์นี้เป็นข้างขึ้น มองเห็นดวงจันทร์อยู่บนท้องฟ้าเวลาหัวค่ำ ดวงจันทร์สว่างครึ่งดวงในวันที่ 12 ก.ค. พร้อมกับปรากฏอยู่ใกล้ดาวรวงข้าว ซึ่งเป็นดาวฤกษ์สว่างในกลุ่มดาวหญิงสาวที่ระยะห่าง 5 องศา คืนวันที่ 14 ก.ค. ดวงจันทร์เคลื่อนไปอยู่ใกล้ดาวอังคารที่ระยะห่าง 8 องศา วันถัดไป ดวงจันทร์ ดาวอังคาร และดาวเสาร์เรียงตัวกันเป็นมุมของสามเหลี่ยม จากนั้นดวงจันทร์ผ่านใกล้ดาวเสาร์ในวันที่ 16 ก.ค.ที่ระยะ 5 องศา