ยันแล้ว!ดาวเคราะห์ดวงแรกที่คล้ายกับโลก

ศูนย์สังเกตการณ์เค็กและเจมินี สหรัฐอเมริกา ยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกที่โคจรรอบพื้นที่ที่เหมาะสมกับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตของดาวดวงอื่น

ก่อนหน้านี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์เคยค้นพบดาวเคราะห์ดวงนี้แล้ว และครั้งนี้เป็นการยืนยันด้วยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดใหญ่ โดยพบว่า มีขนาดเล็กกว่าที่สังเกตพบเล็กน้อย และมีขนาดใกล้เคียงกับโลกเลย

"สิ่งที่ทำให้การค้นพบนี้น่าสนใจก็คือ ดาวเคราะห์นี้มีขนาดใกล้เคียงกับโลก ดาวเคราะห์นี้เป็นหนึ่งในบริการห้าดวงของดาวแม่ ซึ่งดาวแม่นั้นเย็นกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย ดาาวเคราะห์นี้อยู่ในพื้นที่ที่น้ำสามารถมีอยู่ในสถานะของเหลวได้" เอลิซา ควินตาน่า แห่งสถานบัน SETI และศูนย์วิจัยขององค์การบริหารการบินและอวกาศแห่งชาติ สหรัฐฯ หรือนาซ่า เผย โดยงานวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ในวารสารวิชาการ Science แล้ว ทั้งนี้ พื้นที่ที่ดาวเคราะห์นี้ดำรงอยู่เรียกว่า "บริเวณที่เหมาะกับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิต" คือบริเวณที่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าสิ่งมีชีวิตจะสามารถก่อตัวขึ้นมาได้เพราะมีน้ำในสถานะของเหลวนั่นเอง

ทางด้านสตีฟ โฮเวลล์ นักวิทยาศาสตร์ประจำกล้องเคปเลอร์ และนักวิจัยในโครงการวิจัยครั้งนี้เสริมว่า ทั้งกล้องเคปเลอร์และกล้องโทรทรรศน์อื่นๆไม่สามารถสังเกตการณ์ขนาดตรงๆได้

"แต่อย่างไรก็ตาม สิ่งที่เราทำได้คือค่อยๆกำจัดข้อสมมติฐานบางอย่างให้เหลือแต่ที่ดาวเคราะห์ดวงนี้พอจะมีโอกาสเป็นไปได้"

ด้วยการที่ดาวฤกษ์ที่เป็นดาวแม่นั้นเป็นดาวขนาดเล็ก ทีมวิจัยจึงใช้เทคนิคทำให้ไม่ได้ภาพที่ซ้ำกับที่เคปเลอร์สังเกตการณ์ได้ ทีมวิจัยได้ใช้การสังเกตการณ์แบบความละเอียดสูงด้วยโทรทรรศน์เส้นผ่านศูนย์กลาง 8 เมตรที่ศูนย์เจมินี ที่ฮาวาย ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า speckle imaging และใช้กล้องโทรทรรศน์เค็ก 2 ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 10 เมตรที่ฮาวาย ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า adaptive optics (AO) ในการเก็บข้อมูล ทำให้ได้ข้อมูลที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถลบเอาแสงที่ไม่เกี่ยวข้องออกได้ และได้ข้อสรุปว่า ภาพที่เคปเลอร์สังเกตการณ์ได้นั้น น่าจะเป็นดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่กำลังโคจรผ่านหน้าดาวแม่ของมัน

"ข้อมูลจากเค็กและเจมินี่คือกุญแจสำคัญของปริศนานี้ ถ้าไม่มีข้อมูลที่กล้องทั้งสองเติมเต็มให้กันนี้ เราคงไม่สามารถยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์ที่มีขนาดคล้ายกับโลกนี้ได้" ควินตาน่ายืนยัน

เทคนิค speckle ของกล้องเจมินีนี้คือการถ่ายภาพระบบดาวแบบตรงๆในพื้นที่กว้างประมาณ 400 ล้านไมล์ (ประมาณ 4 หน่วยดาราศาสตร์ หรือประมาณระยะทางจากดวงอาทิตย์ถึงดาวพฤหัส) จนสามารถยืนยันได้ว่า ไม่มีดาวฤกษ์ดวงอื่นๆที่โคจรอยู่ในรัศมีระยะนี้ของดาวแม่ หลังจากนั้น กล้องเค็กได้ถ่ายภาพในมุมมองที่กว้างขึ้นแต่จางกว่าเดิม

"ดาวเคราะห์ที่มีขนาดคล้ายโลกนี้ตรวจพบได้ยาก และยืนยันได้ยากด้วย และตอนนี้เราก็ได้ค้นพบหนึ่งดวงแล้ว เราอยากจะหาให้เจออีก เจมินีและเค็กจะเป็นกำลังหลักในการค้นหาของเราอย่างไม่ต้องสงสัยเลย"

ดาวฤกษ์ดวงแม่ มีชื่อว่า เคปเลอร์-186 เป็นดาวเคราะห์แคระห์ประเภท M1 อยู่ที่ระยะห่างประมาณ 500 ปีแสงห่างจากดวงอาทิตย์ อยู่ในกลุ่มดาวหงส์ มีความสว่างที่ค่อนข้างจาง คิดเป็นประมาณ 500,000 เท่าที่จางกว่าดาวที่จางที่สุดที่เราสามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่าบนโลก ดาวฤกษ์ดวงนี้มีดาวเคราะห์ขนาดเล็ก 5 ดวงกำลังโคจรรอบดาวแม่ โดย 4 ดวงเป็นดาวที่มีคาบการโคจรที่สั้นและอุณหภูมิบนดาวร้อนมาก แต่ดาวเคราะห์ที่ชื่อ Kepler-186f เป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่ากับโลกและโคจรอยู่ในพื้นที่ที่เหมาะกับการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตของดวงดาวดวงนั้น หลักฐานของเคปเลอร์มาจากการค้นพบการโคจรผ่านหน้าดาวแม่จากดาวเคราะห์ดวงนี้ และการเคลื่อนที่ผ่านหน้านั้นจัดว่าเป็นสุริยุปราคาย่อมๆที่สามารถสังเกตการณ์ได้จากบนโลก โดยจะเห็นเป็นจุดดำๆที่ดาวดวงแม่ ความสว่างโดยรวมของดวงดาวจะลดลงไปและเคปเลอร์สามารถตรวจพบการแปรเปลี่ยนของความสว่างของดาวนี้ได้ ทั้งนี้ กล้องเคปเลอร์สามารถตรวจพบดาวเคราะห์ดวงวิธีนี้มาแล้วกว่า 3,800 ดวง

นักวิทยาศาสตร์ใช้อุปกรณ์ที่ชื่อว่า Differential Speckle Survey Instrument (DSSI) บนกล้องโทรทรรศน์เจมินี โดยโฮเวลล์เผยว่า "อุปกรณ์ DSSI บนกล้องเจมินีนี้สุดยอดมาก ทำให้เราสามารถติดตามระบบดาวฤกษ์นี้ได้กว้างกว่าระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ถึง 4 เท่า ถือว่าสุดยอดเลยที่เราสามารถมองเข้าไปยังระบบดาวเคราะห์ที่อื่นๆได้ลึก" โดย DSSI คือเทคนิคที่เอาการถ่ายภาพระยะสั้นหลายๆครั้งมาแล้วดึงเอาสัญญาณรบกวนจากความปั่นป่วนโดยชั้นบรรยากาศออกไปทำให้ได้ภาพที่มีความละเอียดมาก

ส่วนกล้องที่เค็กนั้นใช้เทคนิค Natural Guide Star Adaptive Optics system โดยมีกล้องในความถี่ใกล้อินฟราเรด รุ่น 2 ทำงานร่วมกับกล้องตัวเดิม ทำให้ได้ภาพที่มีความละเอียดในช่วงคลื่นใกล้กับอินฟราเรด ได้ภาพเชิงลึกที่ละเอียดเมื่อเทียบกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลด้วยซ้ำ

"การสังเกตการณ์ที่กล้องเค็กและเจมินีทำให้ได้ข้อมูลอื่นๆและข้อมูลเชิงตัวเลข ทำให้เรามั่นใจ 99.98% เลยว่า ดาวเคราะห์ Kepler-186f นี้เป็นของจริง" โธมัส บาร์เคลย์ นักวิทยาศาสตร์ประจำกล้องเคปเลอร์ และนักวิจัยร่วมเผย "เคปเลอร์เริ่มต้นเรื่องนี้ และเจมินีกับเค็กก็ช่วยกันปิดเรื่องราว"

อ้างอิง: Gemini Observatory. (2014, April 17). First potentially habitable Earth-sized planet confirmed by Gemini and Keck observatories. ScienceDaily. Retrieved April 20, 2014 from //www.sciencedaily.com/releases/2014/04/140417141946.htm

งานวิจัย: Elisa V. Quintana, Thomas Barclay, Sean N. Raymond, Jason F. Rowe, Emeline Bolmont, Douglas A. Caldwell, Steve B. Howell, Stephen R. Kane, Daniel Huber, Justin R. Crepp, Jack J. Lissauer, David R. Ciardi, Jeffrey L. Coughlin, Mark E. Everett, Christopher E. Henze, Elliott Horch, Howard Isaacson, Eric B. Ford, Fred C. Adams, Martin Still, Roger C. Hunter, Billy Quarles, Franck Selsis. An Earth-Sized Planet in the Habitable Zone of a Cool Star. Science, 2014 DOI:10.1126/science.1249403