Super Earth - ดาวเคราะห์ที่คล้ายโลก ?

Views 1.79K9 Repiled0 Point

คำอธิบาย ดาวเคราะห์คล้ายโลก - ซูเปอร์เอิทธ์ :
Earth-like planets - Super Earth

เมื่อ 6 ตุลาคม ค.ศ.1995 (16 ปีที่แล้ว) เป็นครั้งแรกการค้นพบ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่น โดย Michel Mayor และ Didier Queloz จากหอดูดาว Haute-Provence Observatory ประเทศอังกฤษ และได้ตั้งชื่อดาวเคราะห์ดวงนั้นไว้ว่า Bellerphon (ภาษากรีก) มีระยะห่างจากโลกราว 50 ปีแสง บริเวณกลุ่มดาวPegasus (ม้าบิน)

ด้วยเทคโนโลยีที่ก้าวหน้าประสิทธิภาพสูงขึ้น ในวันนี้ข้อมูลข่าวสาร ด้านอวกาศ มีความละเอียดละออมากขึ้นและพบว่า มีประเภทของดาวเคราะห์ใหม่มากยิ่งขึ้น จากสำรวจประเภทดาวเคราะห์ในจักรวาล (Discovery the planets) แต่การค้นพบดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่น เพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อยๆ จนปัจจุบันนี้นับหลายร้อยดวง พร้อมทั้ง มีนักวิทยาศาสตร์ ได้การวิเคราะห์เรื่องเรื่องพืชพันธ์ไม้ต่างดาว (Plants on Other Worlds) บนดาวเคราะห์อื่นไว้ล่วงหน้าเป็นที่เรียบร้อยแล้ว

การวิเคราะห์ ทางชีวเคมี (Biochemical reactions) ทางวิทยาศาสตร์ บนโลกอีก

มีความเป็นได้ บนโลกอีกมีดวงอาทิตย์ 2-3 ดวง

พื้นฐานแห่งความเข้าใจเกี่ยวกับ Extra-solar Planets

เมื่อกล่าวถึง Extra-solar Planets เป็นการแสดงความหมายถึง ดาวเคราะห์ใน ระบบสุริยะอื่น ที่มีอยู่อย่างมากมายมหาศาล ถ้าถามว่า ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่น นั้นมีอยู่จำนวนเท่าใดกันแน่ คงป็นสิ่งที่ตอบยาก เพียงจากจำนวนดาวเคราะห์ที่มีอยู่ ในกาแล็คซีทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy) คงเป็นตัวเลขน่าตกใจจากจำนวนดาว (Star) ที่มีอยู่ราว 200-400 พันล้านดวง

โดยหากนำตัวเลขมาคิดเฉลี่ย 300 พันล้านดวง คำตอบเบื้องต้นควรจะมี ระบบสุริยะอื่นในทางช้างเผือก 300 พันล้านระบบเช่นกัน และแต่ละระบบ คิดเฉลี่ยดาวเคราะห์ที่อยู่ในระบบ 5 ดวง (บางระบบอาจมีนับสิบดวง) คงเป็นตัวเลข 300 พันล้านดวง X 5 ดวง เท่ากับ มีดาวเคราะห์ไม่ต่ำกว่า 1,500 พันล้านดวง

นั่นหมายความ เป็นจำนวนที่ยังไม่รวมดวงจันทร์ ดาวหาง (Comet) และกลุ่มดาวเคราะห์น้อย (Asteroid) หรือวัตถุอื่นๆอีกมากมาย ดังนั้น การเรียกขาน
ระบบสุริยะอื่นหรือการเรียกขานว่า นอกระบบสุริยะจึงเป็นเรื่องยุ่งยากในภาษาไทยขึ้นมาทันที

กรณีตัวอย่าง การสำรวจพบระบบ Upsilon Andromedae Extra-solar Planets ประกอบไปด้วยดาวหลัก (Host star) คือ Upsilon Andromedae โดยมีดาวเคราะห์ 3 ดวงและดวงจันทร์ อีก 3 ดวง (ในอนาคตอาจพบมากกว่านี้)

การใช้คำภาษาไทยเรียกว่า ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ Upsilon Andromedaeหรือ ดาวเคราะห์ระบบสุริยะอื่น Upsilon Andromedae หรือ ดาวเคราะห์นอกระบบ Upsilon Andromedae จึงฟังดูไม่เข้าใจ เพราะทั้งหมดยังอยู่ในระบบของตนเอง เพียงต่างระบบออกไปจากของเรา เพราะจากนี้ไป อาจมีจำนวนนับหลายหมื่นหลายแสนระบบ จำเป็นต้องบอกชื่อระบบ เพื่อความเข้าใจ

หากใช้คำว่า ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ Upsilon Andromedae (Upsilon Andromedae Extra-solar Planets ) น่าจะเข้าใจแจ่มแจ้งกว่า ทั้งนี้เป็นความหมายของระบบสุริยะที่เพิ่มเติมขึ้น และมีความพิเศษ แตกต่างออกไปในเงื่อนไขทางกายภาพที่มนุษย์ไม่รู้จัก และไม่คุ้นเคยเลยแม้แต่น้อย ควรใช้คำว่าพิเศษได้

Upsilon Andromedae-d สภาพพื้นผิวยังคงเป็นแนวคิดยังไม่สามารถยืนยันได้ ว่าเป็นเช่นนี้หรือไม่

ข่าวสารที่ตื่นเต้น อาจนำมาซึ่งความเข้าใจคลาดเคลื่อน

ต้องยอมรับว่า คำกล่าวว่า โลกอื่น (Other worlds) โลกใหม่ (New Worlds)ดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth-like planets) หรือ ซูเปอร์เอิทธ์ (Super Earth) จากข่าวสารต่างๆที่รับทราบ ฟังดูคล้ายว่า ทุกสิ่งที่กำลังสืบค้นในจักรวาลอันกว้างใหญ่ไพศาล (Scale of the Universe) ดูจะมีสิ่งที่เหมือนโลกของเราไปเสียทั้งสิ้น

แน่นอนว่าข่าวสารที่ระบุถึง คำแสดงดังกล่าวชวนให้ตื่นเต้น สนใจน่าค้นหาและเรียนรู้จากการแปลความและเนื้อหา และต้องยอมรับอีกว่า สาเหตุสำคัญอีก
ประการหนึ่งคือ ผู้คนทั้งโลกอยากที่จะทราบว่า จะมีระบบชีวิตเช่นมนุษย์เช่นเราดำรงชีพอยู่ในที่ห่างไกลอีกหรือไม่

เนื่องจาก ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ (Extra-solar Planets) มีหลากหลายประเภทมากมาย และบางกรณียังไม่สามารถจัดประเภทได้ชัดเจน ด้วยมีข้อมูลสำรวจยังน้อยเกินไปที่จะด่วนสรุป แต่ก็จำต้องรายงานข่าวให้สาธารณะชนรับทราบต่อความก้าวหน้า

กรณีตัวอย่างข่าวสารที่ได้รับกล่าวว่าพบ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ เช่น ซูเปอร์เอิทธ์ (Super Earth) ทันที่ที่ได้ยิน เชื่อว่าทุกคนต้องเข้าใจว่าพบ ดาวเคราะห์คล้ายโลก หรือเหมือนโลกขึ้นมาทันที และจะคงมีขนาดใหญ่กว่าโลกนับว่าเป็นสิ่งที่ตื่นเต้น อยากทราบถึงรายละเอียด

จากคำว่า ซูเปอร์เอิทธ์ (SuperEarth) นั้นเป็นประเภทหนึ่งในเบื้องต้น คล้ายเป็นการตั้งฉายา ของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษเท่านั้น จากเหตุผลสำรวจระยะไกลจากค่าสเปคตรัม (Spectrum) อาจวิเคราะห์ได้ว่ามีโครงสร้างเป็นหิน และมีโมเลกุลของน้ำในชั้นบรรยากาศ พร้อมทั้งมีขนาดใหญ่กว่าโลก

หรืออาจเป็น ประเภทดาวเคราะห์แคระก๊าซ (Gas dwarf) ก็ได้ ทั้งนี้ ในคำว่า ซูเปอร์เอิทธ์ (Super Earth) มิได้แสดงนัยว่า มีพื้นผิวแข็งหรือสามารถดำรงชีพได้ (Habitability) ความหมายโดยรวม แสดงถึงขนาดมวล ที่มีมากกว่าโลกเป็นหลัก

Super Earth มิได้แสดงนัยว่า มีพื้นผิวแข็งหรือสามารถดำรงชีพได้

ประเด็นคือ การสืบค้นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ (Extra-solar Planets) นั้น ปัจจุบันสามารถสืบค้นได้ ในระยะทางไม่ไกลจากโลกนัก (ราวๆ 100 ปีแสง) ด้วยเหตุผลเพราะ ดาวเคราะห์เหล่านั้นไม่มีแสงสว่างในตัวเอง มีความมืด มีค่าความร้อนน้อย ทำให้มองไม่เห็น

นอกจากนั้นวิธีการตรวจสอบค่าของ สเปกตรัม (Spectrum) และยังเป็นเรื่องยากลำบาก ทำให้ทราบข้อมูลไม่ครบถ้วน ดังเช่น กรณีพบน้ำซึ่งเป็นเงื่อนไข การก่อกำเนิดระบบชีวิต เช่นบนโลก เป็นการตรวจพบน้ำในชั้นบรรยากาศ มิได้ตรวจพบบนพื้นผิวดาวเคราะห์นั้นโดยตรง ซึ่งบางครั้งอาจใช้คำว่า ดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth-like planets) จากเหตุผลดังกล่าวเช่นกัน

ตัวอย่างการสืบค้น องค์ประกอบของน้ำในชั้นบรรยากาศโลก

เงื่อนไข Habitable Zone (เขตที่สามารถดำรงชีพได้)

ด้วยจำนวนมากมายของ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ (Extra-solar Planets)การสืบค้นต้องใช้วิธีตัดพื้นที่ในจักรวาลออกไปบ้างส่วนก่อน เพื่อให้เกิดศักยภาพของเป้าหมาย

ข้อสรุปการค้นหาพุ่งเป้าไปที่ดาวที่มีแสงน้อย (Low-Luminosity Stellar) หรือดาวบริวาร (Sub-Stellar) จะทำการสำรวจกลุ่มดาวต่างๆ ที่ไม่มีความเสถียรของการเคลื่อนไหว ซึ่งมีอยู่อย่างกระจัดกระจายในระยะทาง 1 AU.รวมทั้งดาวที่มีระบบและดาวบริวารถัดจากระยะ 5 AU.

เป้าหมายหลัก คือ ดาวแคระสีน้ำตาล (Brown Dwarf) ดาวเคราะห์ยักษ์ (Giant Planet) สำหรับดาวเคราะห์ ที่อยู่ในเขตที่สามารถดำรงชีพได้ (Habitable Zone) โดยถือหลักว่า มีระยะห่างจากดวงอาทิตย์ ประมาณ 1 AU. เช่นเดียวกับในระบบ
สุริยะซึ่ง มี 3 ดวงคือ ดาวศุกร์ (Venus) โลก ดาวอังคาร (Mars)

ดังนั้น ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ (Extra-solar Planets) ที่มีระยะทางห่างจาก ดาวหลัก (Host star) หรือดวงอาทิตย์ ของตนเองประมาณ 1 AU. มีระดับอุณหภูมิคงที่ สามารถเอื้อให้เกิดน้ำเหมือนโลกได้

หากเป็นเช่นนั้น อาจมีก๊าซออกซิเจน และมีระบบสังเคราะห์เหมือนโลกได้เช่นกัน สิ่งที่เห็นก็จะเหมือนบนโลกเช่นเดียวกัน ถึงกระนั้นแม้ว่าสำรวจพบตามหลักเกณฑ์ ดังกล่าว พบว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นมีความร้อนสูง จากดาวหลัก (Host star) หรือดวงอาทิตย์ (Sun) ของตนเองเพราะ ดาวหลัก (Host star) มีขนาดใหญ่โตมากและบางกลุ่มอยู่ระหว่างการ ตรวจสอบยืนยัน

เป้าหมายหลัก คือ ดาวแคระสีน้ำตาล (Brown Dwarf)

Habitable Zone (เขตที่สามารถดำรงชีพได้)

การยืนยัน ดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth-like planets)

ด้วยจำนวนมากมายของ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ (Extra-solar Planets)เชื่อว่ามีความเป็นไปได้สืบค้นจนพบ ดาวเคราะห์คล้ายโลก (Earth-like planets)ในอนาคตด้วยหลักเกณฑ์ ทางวิทยาศาสตร์ที่มั่นคงซึ่งประกอบขึ้นจากหลักฐานสืบค้นเครื่องมือสำรวจจากพื้นโลก และในอวกาศที่ได้พัฒนาขึ้น

อย่างน้อยต้องทราบ ถึง Stellar Age (อายุของดวงดาว), Evolutionary Phase (ระยะพัฒนาการ), Spectral Type and Mass (สีของการแยกเงาวัตถุและมวลสสาร), Stellar Variability (ค่าความผันแปรของดวงดาว),และ Metallicity & Galactic Kinematics (กลุ่มโลหะและกลศาสตร์การเคลื่อนไหวของระบบกาแล็คซี) เป็นเบื้องต้น และจำต้องมี ข้อกำหนด ตามขบวนการสืบค้นโลกใหม่(New Worlds Atlas) ที่ถูกกำหนดไว้แล้ว อย่างเป็นหลักเกณฑ์ที่ละเอียด

และในท้ายที่สุดท้ายหลังจากข้อมูลครบถ้วนแล้ว จำต้องใช้สามัญสำนึกของมนุษย์ที่อยู่บนโลก ตัดสินความคล้ายโลก ว่าตนเองจะสามารถไปดำรงชีพบนดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ (Extra-solar Planets) นั้นได้หรือไม่

ข้อมูลล่าสุดการสำรวจ ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ ปี 2011

ได้พบดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษ อีกมากกว่า 50 ดวงในปีนี้ ซึ่งรวมถึงซูเปอร์เอิทธ์ (Super Earth) 16 ดวง ซึ่งโคจรอยู่ในเขตที่สามารถดำรงชีพได้
(Habitable Zone) จากการศึกษาแม้ว่าตำแหน่ง ดาวเคราะห์ที่ไกลมาก อย่างน้อยมีจำนวน 40 % ที่ดาวหลัก (Host star) มีความคล้ายคลึงกับดวงอาทิตย์ (Sun) ของเรายิ่งแสดงความเป็นไปได้เพิ่มขึ้น และในอีก 8 ปีข้่างหน้า เมื่อความก้าวหน้าของเครื่องมือสมบูรณ์มากขึ้น อาจพบดาวเคราะห์ในระบบสุริยะพิเศษใหม่มากขึ้นตามลำดับ

References:

Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
NASA – National Aeronautics and Space Administration
Jet Propulsion Laboratory -California Institute of Technology
The Palomar Testbed Interferometer (PTI)
Astronomy Department at the California Institute of Technology
The Keck Interferometer
The University of Hawaii's Institute for Astronomy