พลิกความคาดหมายของวงการดาราศาสตร์อีกครั้ง เมื่อข้อมูลล่าสุดจากภารกิจดาวเทียมเทสส์ (TESS – Transiting Exoplanet Survey Satellite) ของนาซา ได้เผยให้เห็นการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ (Exoplanets) ชนิดพิเศษจำนวน 2 ดวง ที่มีลักษณะฟูฟ่องขั้นสุด โดยดาวเคราะห์ยักษ์ทั้งสองดวงนี้มีความหนาแน่นต่ำมากจนนักวิทยาศาสตร์เปรียบเปรยว่าพวกมันเบาหวิวราวกับขนมสายไหม และถือเป็นดาวเคราะห์ที่ฟูฟ่องที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยค้นพบมา
ดาวเคราะห์สุดประหลาดทั้งสองดวงนี้ได้รับชื่อรหัสว่า TOI-791 b และ TOI-791 c โคจรอยู่รอบดาวฤกษ์แม่ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ชื่อว่า TOI-791 ซึ่งตั้งอยู่ห่างจากโลกของเราออกไปประมาณ 1,113 ปีแสง หรือราว 10,529 ล้านล้านกิโลเมตร ทีมวิจัยค้นพบวัตถุเหล่านี้ผ่านวิธีการสังเกตการณ์การผ่านหน้า (Transit method) ซึ่งก็คือการตรวจจับระดับแสงสว่างของดาวฤกษ์ที่ลดลงซ้ำๆ อย่างเป็นจังหวะเมื่อมีดาวเคราะห์โคจรตัดผ่านหน้า ผลจากการศึกษาเพิ่มเติมพบว่าลักษณะของดาวเคราะห์ทั้งสองมีความแปลกประหลาดอย่างมาก โดย TOI-791 b มีขนาดใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี แต่กลับมีมวลเพียงร้อยละ 3.0 เท่านั้น ในขณะที่ TOI-791 c มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี แต่มีมวลเพียงร้อยละ 5.9 ของมวลดาวพฤหัสบดี
ความพิเศษไม่ได้หยุดอยู่แค่เรื่องของมวลที่เบาบางเท่านั้น แต่ดาวเคราะห์ทั้งสองดวงยังมีวงโคจรที่ยาวนานผิดปกติ โดย TOI-791 b ใช้เวลา 139 วัน และ TOI-791 c ใช้เวลา 232 วัน ในการโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ การค้นพบดาวเคราะห์ที่มีวงโคจรยาวนานเช่นนี้เป็นเรื่องหาได้ยากและต้องอาศัยระยะเวลาสังเกตการณ์ผ่านกล้องโทรทรรศน์อย่างต่อเนื่องยาวนาน ด้วยศักยภาพของ ดาวเทียมเทสส์ ที่ประจำการอยู่ในวงโคจรระดับสูงของโลก ทำให้สามารถรวบรวมข้อมูลของระบบดาวนี้ได้ถึง 1,122 วัน ตลอดระยะเวลาการทำงาน 7 ปี มอบข้อมูลล้ำค่าแก่ทีมวิจัยอย่างมหาศาล ยิ่งไปกว่านั้น นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าดาวเคราะห์ทั้งสองดวงมีรูปแบบวงโคจรที่ผูกมัดและดึงดูดกันด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งส่งผลกระทบต่อจังหวะเวลาในการโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่ ทีมวิจัยจึงนำความแปรปรวนของเวลาดังกล่าวมาคำนวณหามวล และสามารถยืนยันสถานะการเป็นดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นต่ำสุดขั้วได้อย่างสมบูรณ์
การค้นพบครั้งนี้ได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด (University of Oxford) ร่วมกับสถาบันชั้นนำระดับโลก โดยทีมนักวิทยาศาสตร์ระบุว่า ปัจจุบันเรารู้จักดาวเคราะห์ที่ฟูฟ่องแบบนี้เพียงหยิบมือเดียว และการพบถึงสองดวงในระบบดาวเดียวกันยิ่งเป็นเรื่องที่เกิดขึ้นได้ยากมาก ความหนาแน่นที่ต่ำสุดขั้วทำให้พวกมันกลายเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาว่าระบบดาวเคราะห์ก่อตัวและมีวิวัฒนาการมาอย่างไร ซึ่งการศึกษาดาวเคราะห์ที่มีขนาดเท่าดาวพฤหัสบดี แต่มีมวลน้อยกว่ามาก ถือเป็นการท้าทายทฤษฎีการกำเนิดดาวเคราะห์ยักษ์แบบเดิมอย่างสิ้นเชิง เนื่องจากในตอนแรกทีมวิจัยไม่คาดคิดมาก่อนว่าจะได้พบดาวเคราะห์ลักษณะนี้เลย
สำหรับก้าวต่อไปในการวิจัย นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะได้ศึกษาลึกลงไปถึงองค์ประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ การตรวจสอบว่าอัตราการหมุนรอบตัวเองส่งผลต่อรูปร่างของพวกมันอย่างไร และทำความเข้าใจทิศทางการเอียงของดาวฤกษ์แม่เมื่อเทียบกับวงโคจร ข้อมูลเชิงลึกเหล่านี้จะช่วยเปิดมุมมองใหม่ให้เราเข้าใจว่า TOI-791 b และ TOI-791 c อพยพย้ายตำแหน่งผ่านระบบดาวเคราะห์ในช่วงการก่อตัวได้อย่างไร และท้ายที่สุดแล้ว ดาวเคราะห์ซูเปอร์พัฟฟ์ที่เบาหวิวราวกับปุยเมฆเหล่านี้ ถือกำเนิดขึ้นมาในเอกภพของเราได้อย่างไร
ข้อมูลอ้างอิง: NASA/Arezu Sarvestani
- NASA’s TESS Mission Reveals the “Puffiest” Planets Ever Found
