การแยกค่า Spectrum ดาวและดาวเคราะห์ ในการวิเคราะห์จากภาพถ่าย

ระบบสุริยะพิเศษ Fomalhaut โดย NASA Hubble Space Telescope's
พบว่า Fomalhaut - b เป็นประเภท ดาวเคราะห์ (ในกรอบสีเหลือง)

ความก้าวหน้าใหม่ ทางเทคโนโลยีของดาราศาสตร์

ภาพถ่าย Inferred แสดงการตรวจจับ สิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อน คือ Gravitational
tug (การผูกมัดโยงกันของแรงโน้มถ่วง) ของ Host star หรือการรอคอย ให้ดาว
เคราะห์โคจรผ่านหน้า (Transit) เพื่อให้ดาวเคราะห์ มีโอกาสรับแสงจาก Host
star นับว่าเป็นแบบแผนช่วยให้กระจ่าง ต่อข้อมูลดาวเคราะห์ ในระบบสุริยะพิเศษ
อีกกว่า 300 ดวง ที่เรามีอยู่แล้ว

การสำรวจแบบ Infrared radiation (รังสีอินฟราเรด) มีผลตอบสนองค่าความร้อน
และทุกอย่างมากกว่า Radio waves (คลื่นวิทยุ) หรือ X-rays (คลื่นรังสีเอ็กซ์)
ทำให้นักดาราศาสตร์ นำผลมาวิเคราะห์ข้อมูลได้อย่างมั่นใจยิ่งขึ้น ซึ่งก่อนหน้านี้
มักไม่มีผู้ใดกล้าลงความเห็นอย่างเด่นชัด โดยขณะนี้ได้สรุปความคืบหน้าอีกขั้น
ไว้ดังนี้

Dusty belt ของ Fomalhaut เป็นสันฐานที่ค้นพบใหม่ ในระบบสุริยะพิเศษ

Fomalhaut มี Dusty belt ล้อมรอบหนาทึบและกว้างใหญ่

ระบบสุริยะพิเศษ Fomalhaut

Fomalhaut (อ่านว่า fō'məl-hôt') มีระยะทางห่างจากโลก 25 ปีแสง ตำแหน่งใน
หมู่ดาว Piscis Austrinus โดยได้ประเมิน Fomalhaut - b (ดาวเคราะห์ในระบบ)
มีความหนาของแน่นมวลไม่เกินกว่า 3 เท่าของดาวพฤหัส

จากภาพถ่ายจากกล้อง Hubble Space Telescope's เห็นดาวเคราะห์พร่ามัวมาก
เพราะแสงของ Host star ปิดบังไว้ โดยทั่วไป Fomalhaut -b อาจมีความอ่อนแอ
กว่า Host star 1 พันล้านเท่า ซึ่งเป็นเรื่องละเอียดอ่อนที่เราไม่เคยเห็น

การเฝ้าติดตาม 2 ปี ทำให้ทราบว่า Fomalhaut - b มีช่วงการเคลื่อนตัวหมุนรอบ
ตัวเองมากกว่า 21 เดือน และหมุนโคจรรอบ Fomalhaut (Host star) ทุก 872 ปี
มีระยะห่างจาก Host star ราว 119 AU. (18 พันล้านกิโลเมตร) เทียบได้ ระหว่าง
ดวงอาทิตย์กับ ดาวเนปจูนในระบบสุริยะ

นอกจากนั้น การวิเคราะห์ภาพถ่ายยังพบว่า มี Dusty belt (ขอบวงล้อมเป็นทิวฝุ่น
ธุลีอวกาศ) เห็นสันฐานคมชัดวงกว้างใหญ่ ชั้นในรอบๆ Fomalhaut เป็นการปั้นแต่ง
จากธรรมชาติให้เป็นวงแหวน ดาวเคราะห์จึงมีวงโคจรเป็นรูปไข่ภายใน ชั้นในของ
Dusty belt

แรงโน้มถ่วงของ Fomalhaut -b น่าเป็นกุญแจที่แสดงเหตุผลความใหญ่ไพศาล
ของ Dusty belt รอบๆ Fomalhaut ซึ่งต้องพิสูจน์ต่อไป

Two major spiral arms

การสำรวจด้วย Infrared radiation ครั้งแรก ดาวเคราะห์ ในระบบสุริยะพิเศษ HR 8799

ระบบสุริยะพิเศษ HR 8799

ดาวเคราะห์ ทั้ง 3 ดวง โคจรรอบดาว HR 8799 (Host star) มีระยะทางห่างจาก
โลก 130 ปีแสง ตำแหน่งในหมู่ดาว Pegasus โดย Host star มีขนาดมวลมากกว่า
ดวงอาทิตย์ระบบสุริยะ 1.5 เท่า ตำแหน่งดาวเคราะห์ในระบบ มีระยะทางห่างจาก
HR 8799 จาก 24,38 และ 68 AU.

ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ Host star ที่สุด มีมวลมากกว่าดาวพฤหัส 10 เท่า ทางทฤษฎี
ดาวเคราะห์ ในระบบ HR 8799 มีความบริสุทธิ์ และใหม่ (Fresh) ใช้เวลาก่อตัวราว
60 ล้านปี โดยต้องหมายความว่า มีความเสถียรในวงขอบเขต ความร้อนเหลือจาก
การก่อตัว (สำหรับโลก ใช้เวลา 4.5 พันล้านปี)

การที่ดาวเคราะห์ มีระยะทางโคจรห่างจาก ภายในแผ่นจานของกลุ่มฝุ่นธุลี (Disk
of dusty) คล้ายกับการเกิดขึ้นของ วัตถุประเภทน้ำแข็ง (Icy objects) เช่น แถบ
Kuiper belt บริเวณขอบระบบสุริยะ ซึ่งอยู่ด้านหลังวงโคจรของ ดาวเนปจูน

การก่อตั้งระบบดาวเคราะห์มีความยาวนาน จากแนวล้อมกลุ่มฝุ่นธุลี (Dusty belt) เมื่อสำเร็จจะมีแบบอย่างเช่น ระบบสุริยะ นั้นหมายความว่า ดาวเคราะห์จะต้องใกล้
กับ Host star จึงบรรลุผล

โดยแนวคิดของนักวิทยาศาสตร์ มีความเป็นไปได้สูงจะพบดาวเคราะห์ ในระบบ
เช่นนี้ แต่ขณะนี้ยังต้องสืบค้นต่อไป ประเด็นหนึ่ง ที่เด่นชัดของระบบสุริยะพิเศษ
ส่วนใหญ่ เช่น HR 8799 มักมีดาวเคราะห์ ขนาดใหญ่โต โดยเฉพาะอยู่ส่วนโคจร
ส่วนชั้นนอก (Outer parts) ของระบบ ซึ่งเหมือนกับระบบสุริยะ

และถ้าเช่นนั้นคงต้องมี ดาวเคราะห์ขนาดเล็ก ประเภท Terrestrial planets (ดาว
เคราะห์ที่มีพื้นผิวแบบชัดเจน) โคจรอยู่ในส่วนชั้นใน (Inner parts) ให้เราเห็นได้
เช่นเดียวกัน

ระบบสุริยะพิเศษ HD 3651 พบ Brown dwaf

ระบบสุริยะพิเศษ TrES-4

เหตุผลและข้อโต้แย้ง เรื่องดาวเคราะห์ในระบบอื่น

ความชัดเจนของภาพถ่าย ดาวเคราะห์ อาจทำให้มีการเปลี่ยนแปลงและจำกัดขอบ
เขตของนิยามใหม่ แต่เป็นเรื่องเข้าใจยากสำหรับการค้นพบใหม่ ของนักฟิสิกส์
ดาราศาสตร์

ข้อมูลปัจจุบันนี้ มวลสารเป็นหนึ่งในข้อมูลที่ต้องระมัดระวัง ต่อการให้ความรู้ เรื่อง
ดาวเคราะห์ในระบบอื่น เพราะวัตถุที่มีมวลหนาแน่น เป็น 13 เท่าของดาวพฤหัส อยู่ในเงื่อนไขของ Brown dwarfs (ดาวแคระสีน้ำตาล)

แต่เรื่องที่เป็นข่าวอาจละเลยหลักการนี้ไป ระบบดาวเคราะห์ใหม่ (New planetary
systems) ได้เผยให้เห็น ถึง Dusty disks (แผ่นจานฝุ่นธุลีอวกาศ) ชวนให้คิดว่า
ดาวเคราะห์ในระบบอื่น ก่อตัวคล้ายคลึงกับดาวเคราะห์จำนวนมากในระบบสุริยะ

การโต้แย้งซึ่งอาจเป็นเรื่องใหญ่ สู่การเปลี่ยนแปลง ต่อคำว่า Planet (ดาวเคราะห์)
ที่จะใช้เรียก ดาวเคราะห์ในระบบอื่น ว่าจะเรียกว่าอย่างไรเพราะมีเงื่อนไขใหม่ๆ

อย่างไรก็ตาม คงต้องเรียกดาวเคราะห์ในระบบอื่น ว่า Planet ไปพลางก่อน การที่
อ้างถึง Multi-planet system ซึ่งคนส่วนใหญ่ มักต้องการเรียกว่าเป็น ดาวเคราะห์
ทั้งที่มีมวลมากกว่า ดาวพฤหัส 12 เท่าขึ้นไป

แนวคิดดังกล่าว จำต้องกลับไปดูเหตุผลเงื่อนไขอะไรคือ ดาวเคราะห์ โดยเฉพาะ
ดาวเคราะห์ ในระบบสุริยะพิเศษ HR 8799 ซึ่งขณะนี้ไม่มีใครรู้แน่ชัดว่า ดาว 3
ดวงเป็นจุดเล็กๆ โคจรรอบๆ Host star คือดาวเคราะห์ หรือเป็นมากกว่าดาวเคราะห์

Terrestrial (Earth-like) planets

ความหมายของดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth-like planets)

จากภาพถ่ายซึ่งเปิดเผยให้เห็นความจริงของ Gaseous exoplanets (อากาศธาตุ ดาวเคราะห์ในระบบอื่น) ความสำคัญคือ ขั้นตอนอีกยาวไกลไม่มีจุดสิ้นสุด ต่อการ
สืบค้นโลกใหม่อื่นๆ ว่าจะมีความคล้ายโลกหรือไม่

ปัญหาคือ ดาวเคราะห์ประเภท Terrestrial (Earth-like) planets ในความหมายคือ
ดาวเคราะห์มีพื้นผิวชัดเจน มีพื้นบก มีพื้นน้ำ มักมีแสงสว่างพร่ามัว (มองระยะไกล)
มักอยู่ใกล้ดาวหลัก (Host star) ของตนเอง

ดังนั้นการจดจ้องไปที่ดวงดาวเหล่านั้น ด้วยเทคโนโลยีของวันนี้ ยังถูกปิดบังด้วย
แสงจาก Host star ที่แจ่มจ้า ยังยากที่จะพบ ดาวเคราะห์หิน (Rocky planets)
และต้องมีวงโคจรอยู่ในช่วง Habitable zones (เขตที่ดำรงชีพได้) เป็นบริเวณเขต
มีอุณหภูมิเหมาะสม เอื้อให้เกิดของเหลวเช่นน้ำ และออกซิเจนได้

และต้องมีเหตุและผล เพียงพอที่จะเกิดแหล่ง สิ่งมีชีวิตสามารถดำรงชีพได้ สำหรับ
สิ่งมีชีวิตจากสภาพสิ่งแวดล้อม ที่เอื้ออำนวยทำให้เป็นระบบ จนเราได้เรียนรู้พัฒนา
ขึ้นมาเหมือนหลายๆสิ่งที่เกิดขึ้นบนโลก เช่น

องค์ประกอบพื้นฐาน Carbon - Based ของชีวิตจากน้ำสามารถทำให้เกิดพันธุ์ไม้
(Plants) สัตว์ (Animals) และจุลชีพ (Microbes) ยังต้องรวมถึงเรื่องอุณหภูมิ (Temperature) สิ่งปลอมปนสารละลายในน้ำ (Liquid Solvent) ปริมาตรสัดส่วน
จำนวนก๊าซที่มีอยู่มากมาย (Abundances of Gases) ร่องรอย ธาตุสารประกอบ
ต่างๆ (Trace Elements) ค่าปริมาณของรังสี (Radiation Ranges) ค่าความแข็ง
หนาแน่นมวลสารของพื้นผิว (Solid Surface) แหล่งพลังงานรูปแบบต่างๆ (Energy
Sources) และค่าเฉลี่ยของสภาพบรรยากาศ (Atmosphere)

นั้นคือ ส่วนด้านเทคนิคที่จำเป็นอย่างย่อ เพื่อความเข้าใจ องค์ประกอบจำเป็นอีก
ประการหนึ่งก็คือ ดาวเคราะห์คล้ายโลก มนุษย์สามารถมองเห็นจุดเด่นต่างๆใน
ความเหมือน หรือคล้ายสิ่งที่เกิดขึ้นเช่น เดียวกันบนโลก เป็นข้อพิสูนจ์ได้เบื้องต้น
เพราะฉะนั้น เมื่อทราบถึงขบวนการวิเคราะห์แล้ว จึงจะสามารถอนุมานได้โดยต้อง
ใช้ระยะเวลานับหลายปี ว่า คล้ายโลก หรือคล้ายโลกอื่นที่เรายังไม่รู้จัก

การสืบค้นหาค่า Gaseous exoplanets

Habitable zones (เขตที่ดำรงชีพได้) หรือ เขตที่สามารถอยู่อาศัยได้
มีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ประมาณ 1 AU. (โดยอาจมีเงื่อนไขอื่นๆประกอบด้วย)

References:

NASA – National Aeronautics and Space Administration
Jet Propulsion Laboratory -California Institute of Technology
National Research Council Canada
Paul Kalas/UC California, Berkeley
Lowell Observatory