ทีมนักดาราศาสตร์ค้นพบหลักฐานชิ้นสำคัญที่สร้างความประหลาดใจแก่วงการวิทยาศาสตร์ เมื่อกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (James Webb Space Telescope) ตรวจพบชั้นบรรยากาศหนาทึบที่ห่อหุ้มดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ “TOI-561 b” ซึ่งเป็นดาวเคราะห์หินที่โคจรใกล้ดาวฤกษ์มากและมีอุณหภูมิสูงจัดจนเคยถูกเชื่อว่าไม่น่าจะกักเก็บก๊าซใด ๆ ไว้ได้ การค้นพบครั้งนี้ชี้ให้เห็นว่าดาวเคราะห์ดวงนี้เย็นกว่าที่คาดการณ์ไว้สำหรับดาวเคราะห์หินเปล่า ๆ และอาจมีสภาพเป็น “ลูกบอลลาวาเปียก” ที่มีระบบการหมุนเวียนความร้อนอันซับซ้อนเหนือมหาสมุทรแมกมา
รายงานการค้นพบนำโดยสถาบันคาร์เนกีเพื่อวิทยาศาสตร์ (Carnegie Institution for Science) เมื่อวันที่ 22 มีนาคม 2569 เปิดเผยรายละเอียดของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ TOI-561 b ซึ่งจัดอยู่ในกลุ่มซูเปอร์เอิร์ธ (Super-Earth) หรือดาวเคราะห์หินที่มีขนาดใหญ่กว่าโลก ดาวดวงนี้มีมวลมากกว่าโลกประมาณสองเท่า แต่มีสภาพแวดล้อมที่แตกต่างกันอย่างสิ้นเชิง มันโคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่มากด้วยระยะห่างเพียง 1 ใน 40 ของระยะห่างจากดาวพุธถึงดวงอาทิตย์ ส่งผลให้หนึ่งปีบนดาวดวงนี้ใช้เวลาเพียง 10.56 ชั่วโมงเท่านั้น นอกจากนี้ การอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากยังทำให้ดาวเคราะห์ถูกล็อกด้วยแรงโน้มถ่วง โดยจะหันหน้าเพียงด้านเดียวเข้าหาดาวฤกษ์เสมอ ทำให้พื้นที่ซีกหนึ่งเป็นเวลากลางวันตลอดกาล
ตามความรู้ทางดาราศาสตร์ที่มีมา ดาวเคราะห์ขนาดเล็กและได้รับความร้อนสูงจัดเช่นนี้ มักจะสูญเสียชั้นก๊าซที่ห่อหุ้มไปตั้งแต่ช่วงแรกของการก่อตัว แต่ TOI-561 b กลับสามารถรักษาชั้นบรรยากาศเอาไว้ได้ แม้จะโคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึงสองเท่าก็ตาม สิ่งนี้ทำให้ทีมนักวิจัยเริ่มตั้งข้อสงสัยถึงองค์ประกอบที่แท้จริงของดาว เนื่องจากดาวดวงนี้มีความหนาแน่นต่ำกว่าที่ควรจะเป็นหากมีองค์ประกอบของหินและเหล็กแบบเดียวกับโลก แม้ว่าดาวดวงนี้จะก่อตัวขึ้นในบริเวณของกาแล็กซีทางช้างเผือกที่มีธาตุเหล็กน้อยในยุคที่เอกภพยังเยาว์วัย แต่เพียงแค่องค์ประกอบที่แตกต่างก็ยังไม่สามารถอธิบายความหนาแน่นที่ต่ำขนาดนี้ได้ทั้งหมด นักวิทยาศาสตร์จึงสันนิษฐานว่าดาวเคราะห์อาจมีชั้นบรรยากาศที่ทำให้ตัวดาวดูมีขนาดใหญ่และมีความหนาแน่นน้อยลง
เพื่อไขปริศนานี้ นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้อุปกรณ์สเปกโทรกราฟย่านใกล้อินฟราเรด (NIRSpec) บนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ วัดอุณหภูมิในฝั่งกลางวันของดาวเคราะห์ หากดาวดวงนี้เป็นเพียงก้อนหินที่ไม่มีชั้นบรรยากาศ อุณหภูมิฝั่งกลางวันควรจะสูงถึงประมาณ 2,700 องศาเซลเซียส แต่ผลการวัดกลับพบว่าอุณหภูมิต่ำกว่านั้นมาก โดยอยู่ที่ประมาณ 1,800 องศาเซลเซียส ความแตกต่างนี้เป็นหลักฐานสำคัญที่บ่งชี้ว่า ต้องมีชั้นบรรยากาศที่หนาทึบและอุดมไปด้วยสารระเหยง่ายคอยพัดพาความร้อนจากฝั่งกลางวันไปยังฝั่งกลางคืนผ่านกระแสลมที่รุนแรง นอกจากนี้ ก๊าซเช่นไอน้ำหรือแม้แต่เมฆซิลิเกตอาจช่วยดูดซับและสะท้อนแสงจากดาวฤกษ์ ทำให้ดาวเคราะห์ดูเย็นลงเมื่อสังเกตผ่านกล้อง
การที่ดาวเคราะห์ซึ่งถูกแผดเผาด้วยรังสีรุนแรงสามารถรักษาชั้นบรรยากาศไว้ได้นั้น นักวิทยาศาสตร์อธิบายว่าอาจเกิดจากสมดุลระหว่างมหาสมุทรแมกมาบนพื้นผิวและชั้นบรรยากาศ ก๊าซที่ระเหยออกมาจากภายในดาวเคราะห์เพื่อสร้างชั้นบรรยากาศ จะถูกมหาสมุทรแมกมาดูดซับกลับเข้าไปอย่างต่อเนื่อง ทำให้เกิดระบบหมุนเวียนก๊าซที่ทำให้ดาวดวงนี้มีพฤติกรรมคล้ายกับ “ลูกบอลลาวาเปียก” ที่อุดมไปด้วยสารระเหยง่ายมากกว่าโลกของเราอย่างมหาศาล
การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่พลิกโฉมความเข้าใจเดิมเกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ที่โคจรใกล้ดาวฤกษ์แบบสุดขั้ว แต่ยังเปิดประเด็นคำถามใหม่ ๆ เกี่ยวกับกลไกการรักษาสภาพชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ ข้อมูลชุดใหม่นี้ตอกย้ำถึงศักยภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ในการไขความลับของอวกาศ โดยนักวิทยาศาสตร์จะยังคงวิเคราะห์ข้อมูลเชิงลึกต่อไป เพื่อจัดทำแผนที่อุณหภูมิของดาวทั้งดวง และทำความเข้าใจองค์ประกอบทางเคมีของชั้นบรรยากาศอันน่าทึ่งบนดาวเคราะห์โบราณดวงนี้ให้ชัดเจนยิ่งขึ้น
ข้อมูลอ้างอิง: Science Daily
- Webb Telescope spots “impossible” atmosphere on ancient super Earth
