7 มิ.ย. 2024 เวลา 07:31 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

Gliese 12b ฝาแฝดของโลก หรือแฝดดาวศุกร์ กันแน่

ทีมนักดาราศาสตร์สองกลุ่มต่างก็รายงานการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่อาจเป็นแฝดของโลก หรืออาจเป็นพิภพที่คล้ายกับดาวศุกร์ รอบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งในละแวกเพื่อนบ้านของระบบสุริยะ ได้เพิ่มความหวังว่าวันหนึ่งนักดาราศาสตร์อาจจะได้ไขความลับว่าเพราะเหตุใด จึงมีชีวิตปรากฏขึ้นบนโลกได้
การศึกษาสิ่งมีชีวิตในเอกภพเป็นเรื่องยากเนื่องจากเรามีตัวอย่างดาวเคราะห์ที่มีชีวิตอยู่ที่ยืนยันได้เพียงหนึ่งเดียว นั่นคือ โลก ยากที่จะบอกได้ว่าคุณลักษณะประการใดของโลกที่ทำให้มีสิ่งมีชีวิตปรากฏขึ้นได้ และประการใดไม่เกี่ยวข้อง จนกว่าเราจะได้พบ “แฝดของโลก” สักดวงที่มีสภาวะเหมาะสมต่อชีวิต ทางที่ดีที่สุดที่นักดาราศาสตร์จะสามารถทำได้ก็คือ การศึกษาแฝดตัวร้าย ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่มีสภาวะเริ่มต้นคล้ายกับโลก แต่กลับพัฒนาในทางที่แตกต่างอย่างมากจนมีสภาพแวดล้อมที่ไม่เอื้อต่อสิ่งมีชิวิต
ในระบบสุริยะของเรา ดาวศุกร์และดาวอังคาร เป็นสองตัวอย่างของแฝดตัวร้ายที่ไร้ชิวิต แต่ด้วยตัวอย่างเพียงแค่สองดวง ก็ยังคงมีความคลาดเคลื่อนว่าสภาวการณ์ใดที่มี หรือขาด ที่จะทำให้มีสิ่งมีชีวิตปรากฏขึ้นได้ นับตั้งแต่ทศวรรษ 1990 เป็นต้นมา มีการค้นพบดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์อื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ มากกว่า 5500 ดวง อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้เกือบทั้งหมดอยู่ไกลออกไปหลายร้อยปีแสง จึงท้าทายที่จะศึกษาในรายละเอียด
ภาพจากศิลปินแสดงขนาดของโลกเทียบกับ Gliese 12b ตามสัดส่วนจริง Gliese 12b มีหลายสภาพขึ้นอยู่กับการมีหรือไม่มีชั้นบรรยากาศ หรือกระทั่งอาจมีชั้นบรรยากาศแบบดาวศุกร์
ในงานวิจัยทีมหนึงได้พบและแจกแจงคุณลักษณะของดาวเคราะห์ดวงใหม่ ที่เรียกว่า Gliese 12b ในข้อมูลจากดาวเทียม TESS, กล้อง MuSCAT2& MuSCAT3 ซึ่งพัฒนาโดยศูนย์ดาราศาสตร์ชีววิทยาในญี่ปุ่นและมหาวิทยาลัยแห่งโตเกียว และกล้องโทรทรรศน์ซูบารุของหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น
Gliese 12b อยู่ใกล้กับระบบสุริยะ โดยอยู่ห่างออกไปเพียง 40 ปีแสงเท่านั้นในทิศทางกลุ่มดาวปลา(Pisces) จึงทำให้ Gliese 12b เป็นเป้าหมายที่เหมาะสมด้วยประการทั้งปวงในการศึกษาด้วยกล้องเวบบ์ และกล้องโทรทรรศน์ชนิด 30 เมตรในอนาคต
งานวิจัยใหม่นี้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters ทีมนานาชาติซึ่งนำโดยนักวิทยาศาสตร์จากศูนย์ดาราศาสตร์ชีววิทยาในญี่ปุ่น, มหาวิทยาลัยแห่งโตเกียว, หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น และสถาบันเทคโนโลจีแห่งโตเกียว ได้ระบุว่า Gliese 12b มีคาบการโคจรเพียง 12.8 วัน ดาวเคราะห์มีรัศมีเล็กกว่ารัศมีของโลกเพียง 4% และมีมวลไม่ถึง 3.9 เท่ามวลโลก
Gliese 12b ได้รับรังสีจากดาวฤกษ์แม่มากกว่าที่โลกได้รับจากดวงอาทิตย์ 1.6 เท่า เมื่อเทียบแล้ว ดาวศุกร์ได้รับรังสีมากกว่าโลก 1.9 เท่า จากข้อมูลเหล่านี้ ทีมเชื่อว่า Gliese 12b คล้ายกับดาวศุกร์มากกว่าที่คล้ายกับโลก แต่พวกเขาก็ยังไม่สามารถกำจัดความเป็นไปได้ที่ Gliese 12b จะเป็นแฝดโลก ซึ่งมีน้ำของเหลวบนพื้นผิว
ภาพจากเจมิไนใต้
จากข้อมูลเบื้องต้นสันนิษฐานว่ามันไม่มีชั้นบรรยากาศ แต่ถ้ามันมีชั้นบรรยากาศบางๆ ที่คล้ายกับโลก หรือคล้ายกับดาวศุกร์ซึ่งเกิดปรากฏการณ์เรือนกระจกแบบกู่ไม่กลับ(runaway greenhouse effect) ซึ่งทำให้ดาวศุกร์ร้อนเกิน 400 องศาเซลเซียส หรืออาจมีชั้นบรรยากาศชนิดอื่นที่แตกต่างออกไปซึ่งไม่พบในระบบสุริยะของเรา การหาคำตอบนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากมันน่าจะเผยว่า Gliese 12b จะมีอุณหภูมิที่เหมาะสมต่อการมีน้ำของเหลวบนพื้นผิวหรือไม่
Shishir Dholakia นักศึกษาปริญญาเอกที่ศูนย์เพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์ มหาวิทยาลัยเซาธ์เทิร์น ควีนสแลนด์ ในออสเตรเลีย ซึ่งร่วมนำทีมวิจัยอีกทีมกับ Larissa Palethorpe นักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยเอดินเบอระ ใช้ข้อมูลจาก TESS และ CHEOPS เผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society บอกว่า ความต่างของปริมาณรังสีที่ได้รับมีความสำคัญเนื่องจากมันหมายความว่าอุณหภูมิพื้นผิวดาวเคราะห์จะขึ้นอยู่โดยตรงกับสภาวะชั้นบรรยากาศ
เมื่อเทียบแล้ว Gliese 12b มีอุณหภูมิพื้นผิวที่ราว 42 องศาเซลเซียส ส่วนโลกมีอุณหภูมิพื้นผิวเฉลี่ยที่ 15 องศาเซลเซียส Gliese 12b จึงเป็นเป้าหมายที่ดีเยี่ยมอีกแห่งในการศึกษาว่าดาวเคราะห์ขนาดพอๆ กับโลกที่โคจรรอบดาวฤกษ์เย็นจะรักษาชั้นบรรยากาศของมันได้หรือไม่
ดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ชนิดแคระแดง(M dwarf star) แม้จะเป็นดาวฤกษ์ชนิดที่พบได้ทั่วไปที่สุดในทางช้างเผือก แต่แคระแดงที่อายุน้อยก็มักจะมีการปะทุรังสีและการลุกจ้าที่รุนแรงกว่าและถี่ครั้งกว่าดวงอาทิตย์ ซึ่งน่าจะฉีกชั้นบรรยากาศที่มีออกไปได้
ชั้นบรรยากาศเก็บกักความร้อน(ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับชนิดของชั้นบรรยากาศ) ก็จะเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิพื้นผิวที่แท้จริงได้ Dholakia อธิบาย เรากำลังประเมินอุณหภูมิดุลยภาพ(equilibrium temperature) ซึ่งเป็นอุณหภูมิที่ดาวเคราะห์น่าจะเป็นถ้าไม่มีชั้นบรรยากาศ เนื่องจาก Gliese 12b ได้รับแสงในปริมาณที่อยู่ระหว่างดาวศุกร์กับโลก จึงมีคุณค่าในการเชื่อมช่องว่างระหว่างดาวเคราะห์ทั้งสองในระบบของเรา
คิดกันว่า ชั้นบรรยากาศเริ่มแรกของโลกและดาวศุกร์ถูกดึงออกไป จากนั้นชั้นบรรยากาศก็ถูกสร้างขึ้นโดยก๊าซจากการปะทุภูเขาไฟและการระดมชนจากวัสดุสารที่เหลืออยู่ของระบบสุริยะ โลกเอื้ออาศัยได้ แต่ดาวศุกร์กลับไม่ ก็เพราะมันปราศจากน้ำ เนื่องจาก Gliese 12b มีอุณหภูมิระหว่างโลกกับดาวศุกร์ ชั้นบรรยากาศของมัน(ถ้ามี) ก็น่าจะสอนเราได้มากเกี่ยวกับเส้นทางความสามารถในการเอื้ออาศัยได้ที่ดาวเคราะห์ต้องเดินเมื่อพัฒนาต่อไป
การสำรวจในอนาคตจะช่วยตรวจสอบว่า Gliese 12b เป็นแฝดตัวร้าย หรือเป็นแฝดโลก กันแน่ แต่ไม่ว่าจะเป็นกรณีใด การศึกษา Gliese 12b ก็จะให้แง่คิดสิ่งจำเป็นที่ต้องมีในสภาพแวดล้อมที่เป็นมิตรต่อการปรากฏของสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์หนึ่งๆ
แต่ในตอนนี้ Gliese 12b ได้ชื่อว่าเป็นพิภพขนาดพอๆ กับโลกที่มีอุณหภูมิพอเหมาะ, มีการผ่านหน้า และอยู่ใกล้ที่สุดเท่าที่เคยพบมา และเป็นเป้าหมายสำหรับการสำรวจของกล้องเวบบ์ต่อไป
ระบบดาวเคราะห์รอบ TRAPPIST-1 ซึ่งมีขนาดกะทัดรัด ทั้งระบบสามารถวางไว้ในวงโคจรดาวพุธรอบดวงอาทิตย์ของเรา
ดาวเคราะห์นอกระบบที่คล้ายโลกที่อยู่ใกล้เรามากที่สุดในตอนนี้ ก็คือ พรอกซิมา บี(Proxima Centauri b) ซึ่งอยู่ห่างออกไปเพียง 4 ปีแสงเท่านั้น อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมันไม่ใช่พิภพที่ผ่านหน้า เราจึงยังต้องเรียนรู้เกี่ยวกับมันอีกมาก ซึ่งรวมถึงว่ามันมีชั้นบรรยากาศหรือไม่ และมีศักยภาพในการค้ำจุนสิ่งมีชีวิตหรือไม่
ที่ระยะทาง 40 ปีแสง Gliese 12b อยู่ในระยะทางพอๆ กับระบบ TRAPPIST-1 ซึ่งประกอบด้วยดาวเคราะห์ 7 ดวงที่มีขนาดพอๆ กับโลก และน่าจะเป็นหิน เป็นระบบที่พบรอบดาวแคระแดงดวงหนึ่ง มีสามดวงในเจ็ดดวงที่อยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ แต่มีอย่างน้อยสอง หรืออาจจะทั้งสาม ที่ไม่มีชั้นบรรยากาศเลย และน่าจะเลี่ยนเตียน
แหล่งข่าว phys.org : Earth 2.0 or its evil twin? Discovery of Earth-sized planet could shed light on conditions necessary for life
phys.org : potentially habitable “exo-Venus” with Earth-like temperature discovered
iflscience.com : newly-discovered exoplanet could be like Earth – or its evil twin
โฆษณา