พบดาวเคราะห์วงโคจรประหลาดใหม่ในระบบ triple-star

กระทู้คำถาม

ภาพจำลองแสดงให้เห็นดาวเคราะห์ KOI-5Ab ที่เคลื่อนผ่านหน้าดาวคล้ายดวงอาทิตย์

ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวสามดวงที่อยู่ห่างออกไป 1,800 ปีแสงในกลุ่มดาว Cygnus
Cr. Caltech / R. Hurt (Infrared Processing and Analysis Center, or IPAC)

ไม่นานหลังจากภารกิจ Kepler ของ NASA ที่เริ่มดำเนินการในปี 2009 กล้องโทรทรรศน์อวกาศได้ตรวจพบสิ่งที่คิดว่าเป็นดาวเคราะห์ขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของดาวเสาร์ในระบบหลายดาว และ KOI-5Ab เป็นเพียงดาวเคราะห์ดวงที่สองที่ภารกิจนี้ถูกค้นพบ ซึ่งในที่สุดเคปเลอร์ก็ได้ค้นพบดาวเคราะห์มากขึ้นเรื่อย ๆอย่างน่าตื่นเต้นเหมือนเดิมในเวลานั้น

เมื่อสิ้นสุดการปฏิบัติการของยานอวกาศในปี 2018 เคปเลอร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบจำนวน 2,394 ดวง หรือดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์นอกเหนือจากดวงอาทิตย์ของเรา และยังมีดาวเคราะห์นอกระบบเพิ่มเติมอีก 2,366 ดวงที่ยังต้องการการยืนยัน หลังจากการล่าที่ยาวนานซึ่งกินเวลาหลายปีจากกล้องโทรทรรศน์จำนวนมาก Dr.David Ciardi หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของสถาบันวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบของนาซ่ากล่าวว่าเขาได้ " คืนชีพ KOI-5Ab จากความตาย "

ด้วยการสังเกตการณ์ใหม่จากภารกิจล่าดาวเคราะห์ดวงที่สองของ NASA จากดาวเทียมสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบหรือ TESS และกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินจำนวนหนึ่ง จนในที่สุด Dr.Ciardi ก็สามารถแก้ปัญหาหลักฐานทั้งหมดที่อยู่รอบ ๆ KOI-5Ab และพิสูจน์การมีอยู่ของมันได้ และได้นำเสนอสิ่งที่ค้นพบนี้ในการประชุมเสมือนจริงของ American Astronomical Society

Dr.Ciardi บอกว่า เป็นเรื่องธรรมดาสำหรับโลกที่อยู่ในระบบสุริยะที่มีดาวฤกษ์เพียงดวงเดียว แต่ในระบบของดวงดาวอื่น ๆ ในกาแล็กซีทางช้างเผือกนั้น ส่วนใหญ่แล้วจะมีดาวฤกษ์อยู่ 2 ดวงขึ้นไป ซึ่งองค์การนาซาของสหรัฐฯ ค้นพบดาวเคราะห์ประหลาด KOI-5Ab นี้ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 1,800 ปีแสงในกลุ่มดาวหงส์ โดยดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์ดวงนี้อยู่ในระบบ KOI-5 ที่มีดาวฤกษ์เป็นสมาชิกถึง 3 ดวง แต่วงโคจรของมันกลับเบี่ยงเบนไม่สอดคล้องกับระนาบการโคจรของดาวฤกษ์บางดวงในระบบนั้น

ตัวอย่างระบบTriple-Star

Cr.https://en.wikipedia.org/wiki/KOI-5

ซึ่งก่อนหน้าในปี 2009 ดาวเคราะห์นี้อยู่ในฐานะวัตถุต้องสงสัยว่าจะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ แต่ข้อมูลที่รวบรวมได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ในยุคนั้นมีความซับซ้อนมากเกินไป ทำให้ไม่อาจสรุปได้ว่ามันคืออะไร

หลังจากที่ Dr.David Ciardi ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลกหลายตัวศึกษาระบบ KOI-5 เพิ่มเติม ทำให้ในปี 2014 จึงยืนยันได้ว่า KOI-5 เป็นระบบที่มีดาวฤกษ์ถึง 3 ดวง ได้แก่ KOI-5A, KOI-5B และ KOI-5C ซึ่งต่อมาในปี 2018 กล้องโทรทรรศน์อวกาศ TESS ตรวจจับได้อีกครั้งว่า มีวัตถุอวกาศที่น่าจะเป็นดาวเคราะห์โคจรวนรอบ KOI-5A อยู่

ผลการศึกษาล่าสุดของ Dr.David Ciardi และคณะ ซึ่งนำเสนอในที่ประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 237 ระบุว่า ดาวเคราะห์ KOI-5Ab เป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่มีมวลราวครึ่งหนึ่งของดาวเสาร์ และมีขนาดใหญ่กว่าโลก 7 เท่า โคจรวนรอบดาวฤกษ์ KOI-5A ในระยะประชิด โดยมีคาบการโคจรเพียงรอบละ 5 วัน และ KOI-5A และ KOI-5B ทั้งสองดวงมีมวลเท่ากันกับดวงอาทิตย์ที่โคจรรอบกันและกัน โดยมีคาบการโคจรประมาณ 30 ปี

ส่วนดาวดวงที่สาม KOI-5C โคจรรอบ KOI-5A และ KOI-5B ในระยะทางที่ไกลกว่ามาก โดยมีระยะเวลาประมาณ 400 ปี ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าวงโคจร 248 ปีของดาวพลูโตเล็กน้อย

แผนภาพแสดงวงโคจรของ KOI-5Ab และดาวฤกษ์ทั้ง 3 ดวงในระบบ KOI-5

อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์ KOI-5Ab นั้นมีระนาบการโคจรไม่สอดคล้องกับดาวฤกษ์ KOI-5B ซึ่งเป็นดาวคู่แฝดของ KOI-5A ซึ่งนับว่าเป็นเรื่องที่แปลกมาก เพราะปกติดวงดาวที่ก่อตัวขึ้นมาจากจานหมุนของฝุ่นและก๊าซ (protoplanetary disc)ในระบบเดียวกัน มักจะมีระนาบการโคจรที่สอดคล้องกัน

ทีมผู้วิจัยสันนิษฐานว่า เหตุที่เป็นเช่นนั้นอาจเพราะแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ KOI-5B มีอิทธิพลรบกวนวงโคจรของดาวเคราะห์ KOI-5Ab โดยได้ผลักให้กระเด็นออกจากระนาบปกติไปในระหว่างที่ดาวเคราะห์ดังกล่าวกำลังก่อตัวขึ้น ซึ่งก่อนหน้านี้เคยพบกรณีที่คล้ายกันกับจานก่อกำเนิดดวงดาว GW Orionis ในกลุ่มดาวนายพรานมาแล้ว

“ งานวิจัยนี้เน้นย้ำถึงความสำคัญของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเต็มรูปแบบของ NASA และการทำงานร่วมกันกับระบบที่ทำงานบนพื้นดิน” Jessie Dotson นักวิทยาศาสตร์โครงการสำหรับกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Kepler จากศูนย์วิจัย Ames ของ NASA ใน Silicon Valley ของแคลิฟอร์เนียกล่าวเพิ่มเติมและ
“ การค้นพบเช่นนี้ อาจใช้เวลานาน”

สำหรับเครื่องมือใหม่ในอนาคตเช่น กล้องโทรทรรศน์ Hale ที่ Palomar Radial Velocity Instrument ขนาด 200 นิ้วที่ Palomar, เครื่องมือ NEID
ของ NASA, National Science Foundation ทางตอนใต้ของรัฐแอริโซนา และ Keck Planet Finder จะเปิดช่องทางใหม่สำหรับการเรียนรู้เกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบ

Keck Planet Finder