พบดาวเคราะห์นอกระบบสุริย

ตลอดเวลาห้าปีที่ผ่านมานี้นักดาราศาสตร์ได้ "เห็น" ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยจักรวาลรวมทั้งสิ้น 32 ดวง แต่ดาวเคราะห์เหล่านี้ทุกดวงมีมวลพอ ๆ กับดาวพฤหัสบดี ซึ่งมีมวลมากกว่าโลกราว 318 เท่า และดาวเคราะห์เหล่านี้โคจรใกล้ดาวฤกษ์มากคือ ใกล้ยิ่งกว่าที่ดาวพุธของเราอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เสียอีก ดังนั้นดาวเคราะห์เหล่านี้จะร้อนจนมนุษย์อาศัยอยู่ไม่ได้เมื่อเดือนมีนาคม พ.ศ.2543 G.Marcy แห่งมหาวิทยาลัย California ในสหรัฐอเมริกา ได้แถลงว่า เขาได้เห็นดาวเคราะห์ดวงใหม่อีกสองดวงที่มีมวลพอ ๆ กับดาวเสาร์ (ซึ่งมีมวลประมาณ 30% ของดาวพฤหัสบดี) กำ ลังโคจรรอบดาวฤกษ์ที่ชื่อ 79 Ceti และ HD 46375 ข่าวนี้ได้ทำ ให้วงการดาราศาสตร์ทั่วโลกตื่นเต้นมาก เพราะนั่นหมายความว่านักดาราศาสตร์กำ ลังมีความสามารถมากขึ้นในการค้นหาดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าโลกคณะนักวิจัยของ Marcy ได้พบดาวเคราะห์ใหม่โดยใช้วิธีวัดความยาวคลื่นแสงที่ดาวฤกษ์ปล่อยออกมา และอาศัยหลักการที่ว่า เวลาดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์แรงดึงดูดแบบโน้มถ่วงที่ดาวทั้งสองกระทำ ต่อกัน ทำ ให้ทั้งดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ต่างก็เคลื่อนที่เป็นวงกลมรอบจุดศูนย์กลางมวลของระบบด้วยความเร็วที่ไม่เท่ากัน ยกตัวอย่างกรณีดาวพฤหัสบดีกับดวงอาทิตย์ แรงดึงดูดแบบโน้มถ่วงระหว่างดาวทั้งสองทำ ให้ดวงอาทิตย์มีความเร็ว 12.5 เมตร/วินาที ในขณะที่แรง ๆ เดียวกันนี้ทำ ให้ดาวพฤหัสบดีมีความเร็ว 13 กิโลเมตร/วินาที หรือกรณีโลกกับดวงอาทิตย์ความเร็วของโลกจะเป็น 30 กิโลเมตร/วินาที และดวงอาทิตย์มีความเร็ว 10 เซนติเมตร/วินาที ทั้งนี้เพราะโลกเบากว่าดาวพฤหัสบดีมากนั่นเองดังนั้น เมื่อดวงอาทิตย์มีความเร็ว แสงต่าง ๆ ที่ดวงอาทิตย์ส่งมายังโลกก็จะมีความยาวคลื่นที่เปลี่ยนแปลงไป คืออาจจะมีความยาวคลื่นมากขึ้นหรือสั้นลงก็ได้ ขึ้นกับว่าขณะนั้นดวงอาทิตย์กำ ลังเคลื่อนที่หนีห่างออกจากโลก หรือพุ่งเข้าหาโลก ซึ่งความยาวคลื่นแสงที่เปลี่ยนแปลงไปนี้จะมากหรือจะน้อยเพียงใดก็ขึ้นกับความเร็วของดวงอาทิตย์ ซึ่งก็ขึ้นกับมวลของดาวเคราะห์ที่กำ ลังโคจรดวงอาทิตย์อีกทอดหนึ่ง ดังนั้นการรู้ความยาวคลื่นของแสงอาทิตย์ที่เปลี่ยนแปลงไป สามารถบอกนักดาราศาสตร์รู้ว่าดาวเคราะห์ที่กำ ลังโคจรรอบดวงอาทิตย์มีมวลมากหรือน้อยเพียงใดได้ฉันใดก็ฉันนั้นการวัดความยาวคลื่นแสงของดาวฤกษ์ 79 Ceti และ HD 46375 ว่าเปลี่ยนไปมากน้อยเพียงใดก็สามารถบอกมวลของดาวเคราะห์ที่กำ ลังโคจรรอบดาวฤกษ์ทั้งสองดวงได้เช่นกัน และ Marcy ก็ได้พบว่า ดาวฤกษ์ HD 46375 และ 79 Ceti มีความเร็ว 40 เมตร/วินาที และ 10 เมตร/วินาที ตามลำ ดับ ซึ่งนับว่าน้อย เพราะเหตุว่าดาวทั้งสองดวงนี้อยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทางไกลถึงล้านล้านกิโลเมตร ดังนั้น การวัดความเร็วระดับนี้จึงมีอุปสรรคมาก ทั้งนี้เพราะผิวของดาวฤกษ์เองก็ใช่ว่าจะราบเรียบตลอดเวลา คือมันมีการเคลื่อนไหวไปมาและขึ้นลงเป็นพายุแก๊สร้อน ดังนั้น ถ้าความเร็วของคลื่นแก๊สนี้สูงพอ ๆ กับความเร็วของตัวดาวฤกษ์เองหรือมากกว่า อิทธิพลการเคลื่อนไหวของคลื่นก็จะกลบอิทธิพลการเคลื่อนที่ของดาวจนหมด จนทำ ให้นักดาราศาสตร์ไม่สามารถสรุปลงไปอย่างเด็ดขาดได้ว่า ความยาวคลื่นแสงที่เปลี่ยนแปลงนั้นมีสาเหตุมาจากอิทธิพลใดกันแน่และนี่ก็คือเหตุผลว่า เหตุใดนักดาราศาสตร์ก็ไม่สามารถใช้เทคนิคนี้ในการค้นหาดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าโลกได้ ทั้งนี้เพราะความเร็วของดาวฤกษ์จะน้อยกว่าความเร็วของคลื่นบนดาวฤกษ์มากนั่นเองดังนั้น นักดาราศาสตร์จึงต้องคิดหาวิธีใหม่ในการค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเล็ก ซึ่งขณะนี้ NASA ก็มีโครงการที่ว่านี้แล้ว คือโครงการ Kepler ที่มีวัตถุประสงค์จะส่งกล้องโทรทรรศน์ Kepler ให้ขึ้นไปโคจรเหนือโลกเป็นเวลานาน 4 ปี ในปี พ.ศ. 2548 เพื่อจับตาดูดาวฤกษ์ต่าง ๆ อย่างติดต่อกันเป็นเวลานาน และวัดความสว่างของดาวฤกษ์เหล่านั้น ดังนั้น ถ้าดาวฤกษ์มีดาวเคราะห์เป็นบริวาร และดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ กล้องโทรทรรศน์Kepler ก็จะสังเกตเห็นความสว่างของดาวฤกษ์ลดตํ่าลงทันที ทุกครั้งที่ดาวฤกษ์ดวงนั้นถูกดาวเคราะห์โคจรตัดหน้าปรากฏการณ์ดาวฤกษ์คราสนี้เป็นอีกวิธีหนึ่งที่นักดาราศาสตร์คาดหวังจะใช้ในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยจักรวาล สำ หรับกรณีของโลกเวลาถูกดวงจันทร์โคจรตัดหน้าความสว่างจะลดลงเพียง 0.01% เท่านั้นเอง แต่ในกรณีดาวเคราะห์ที่กำ ลังโคจรรอบดาวฤกษ์ HD 209458 นักดาราศาสตร์บนโลกได้สังเกตเห็นว่าความสว่างของดาวฤกษ์ดวงดังกล่าวได้ลดลงถึง 1.5% ในทุก 3.5 วัน ที่มีเหตุการณ์ดาวเคราะห์โคจรตัดหน้าดาวฤกษ์สำ หรับเหตุผลที่นักวิทยาศาสตร์ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ลอยฟ้านั้นก็เพราะ ถ้ากล้องอยู่บนโลกความชื้น/ฝน/ฝุ่นละออง/เมฆและความแปรปรวนของบรรยากาศจะบดบังความสว่างที่แปรปรวนของดาวฤกษ์หมด ดังนั้น NASAจึงกำ หนดให้กล้อง Kepler ทำ งานในอวกาศ นอกจากนี้ โครงการ Kepler ก็ยังมีข้อดีอีกคือ ไม่ว่าดาวเคราะห์ดวงที่ต้องการค้นหาจะมีขนาดใหญ่หรือเล็ก จะโคจรใกล้หรือไกลจากดาวฤกษ์ กล้อง Kepler ก็สามารถเห็นได้หมดNASA คาดหวังว่าโครงการนี้จะทำ ให้เราพบดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่พอ ๆ กับโลกโคจรรอบดาวฤกษ์อีกประมาณ400 ดวงและถ้าดาวฤกษ์เหล่านั้นมีอายุ ขนาด และอุณหภูมิพอๆ กับดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์อยู่ห่างจากดาวฤกษ์พอ ๆ กับที่โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ดวงนั้นก็มีสิทธิ์เป็นโลก คือมีมนุษย์อาศัยอยู่ได้ ขณะนี้ L. Webster แห่ง Ames Research Center ที่ California ในสหรัฐฯ ซึ่งเป็นผู้รับผิดชอบการสร้างกล้องโทรทรรศน์ Kepler ได้ทดสอบต้นแบบของกล้อง Kepler แล้ว และพบว่าต้นแบบทำ งานได้ดี ดังนั้นในปีพ.ศ.2542 เขาก็ได้เสนอโครงการเต็มรูปแบบให้ NASA อนุมัติสร้างต่อไปดังนั้น เราจึงหวังเป็นอย่างมากว่าในอีก 5 ปีที่จะถึงนี้ เราคงจะพบเห็นดาวเคราะห์เพิ่มขึ้นอีกหลายร้อยดวงทั้งในและนอกกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา และถ้าเราพบโลกอีกหนึ่งโลก เราก็คงจะดีใจมากเพราะโลกเรามี "เพื่อน"