โดย Jake Parks

หนึ่งในดาวที่เก่าแก่ที่สุดในจักรวาลซ่อนตัวอยู่อย่างเงียบๆ ในทางช้างเผือกประมาณ 2,000 ปีแสงจากโลก (ไม่ไกลมากนักในทางดาราศาสตร์) จากการศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal ของ Jake Park ดาวแคระแดงซึ่งจัดเป็นดาวฤกษ์ที่มีแสงสว่างในตัวเอง มีอายุ 13,500 ล้านปี จากการสังเกตการณ์ ไม่พบร่องรอยว่ามันก่อตัวขึ้นจากเมฆที่ยังหลงเหลืออยู่หลังจาก Big Bang นอกจากนี้ เนื่องจากดาวฤกษ์ขนาดเล็กนั้นมีมวลเพียงหนึ่งในเจ็ดของมวลดวงอาทิตย์ และมีธาตุหนัก และสสารดั้งเดิม จนทำให้เชื่อได้ว่า ดาวนี้เป็นประชากรดาวดวงแรกของดาราจักร ทางช้างเผือก (Milky Way Galaxy)

ดาวฤกษ์ดวงแรกๆ ที่ก่อตัวขึ้นในเอกภพนี้ น่าจะประมาณ 200 ล้านปีหลังจาก Big Bang หรือการระเบิดครั้งใหญ่ที่เป็นต้นกำเนิดของดาราจักรทางช้างเผือกในตอนนั้น ดาวแรกๆ เหล่านี้ถูกสร้าง ขึ้นจากวัตถุที่กระจัดกระจายอยู่ในขณะนั้น โดยส่วนใหญ่คือไฮโดรเจน ฮีเลียม และลิเทียม เมื่อดาวเหล่านี้ มีชีวิตอยู่พวกมันก็ค่อยๆ เปลี่ยนองค์ประกอบเริ่มต้นเป็นองค์ประกอบที่หนักกว่า ซึ่งนักดาราศาสตร์ เรียกว่า “โลหะ” ในที่สุดดาวแรกๆ เหล่านี้ บางส่วนก็จะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาที่พ่นโลหะพวยพุ่งออกไป ในจักรวาล จากนั้นก็เกิดกลุ่มดาวต่อมาจากเมฆหมอกที่เกิดจากมวลโลหะนี้ ก็ค่อยๆ พัฒนาขึ้นเป็น ดาวใหญ่น้อย ที่มีมวลของโลหะมากยิ่งขึ้น

“ดวงอาทิตย์ของเราน่าจะสืบเชื้อสายมาจากดาวมวลสูงอายุสั้นหลายพันดวงที่มีชีวิตและตายไป ตั้งแต่ Big Bang” Kevin Schlaufman จาก Johns Hopkins University กล่าวในการแถลงข่าว “อย่างไรก็ตาม สิ่งที่น่าสนใจที่สุดเกี่ยวกับดาวฤกษ์นี้ก็คือบางทีมันอาจมีบรรพบุรุษเพียงดวงเดียวที่เป็น จุดเริ่มต้นของทุกสิ่งที่ยังเหลืออยู่ในดาราจักรช้างทางเผือกของเรา”

ในตอนแรก นักดาราศาสตร์ตั้งสมมุติฐานว่า ดาวดวงแรกๆ ของจักรวาลมีขนาดใหญ่มากมวล น้อย (หมายถึงประกอบไปด้วยก๊าซ พองโต มากกว่าการรวมตัวแน่นของโลหะ) และมีอายุค่อน ข้างสั้น จนถึงปลายปี 2533 นักวิจัยหลายคนคิดว่าจักรวาลเอกภพยุคแรกๆ สามารถก่อตัวด้วย ดาวฤกษ์มวลสูง ดวงไม่ใหญ่มากได้ และได้พัฒนาการทดลองและสังเกตการณ์จาก สมมุติฐานใหม่นี้ และสร้างแบบจำลองที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเรื่อยๆ ตัวอย่างเช่น การศึกษาของญี่ปุ่นเมื่อปี 2555 ได้จำลองสถานการณ์ที่แสดงให้เห็นว่าการก่อตัว ของดาวมวลต่ำในเอกภพยุคแรกอาจถูกกระตุ้นโดยการระเบิดของซูเปอร์โนวา ในบริเวณใกล้เคียง ทำให้มีการสะสมของโลหะที่แน่นขึ้น เช่น ดาวที่ชื่อว่า 2MASS J18082002-5104378 B

ถึงแม้ว่านักดาราศาสตร์จะไม่แน่ใจนักว่าดาว 2MASS J18082002-5104378 B ก่อตัวอย่างไร แต่การค้นพบนี้ ก็ทำให้นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Monash ก็กล่าวถึงใน Science Alert ว่า “ ดาวโบราณเหล่านี้สามารถก่อตัว ขึ้นจากวัตถุ จำนวนน้อยมากหลังการระเบิดใหญ่ (Big bang) และค่อยรวมตัวเป็นดาวขึ้น การค้นพบนี้ช่วยให้เราเข้าใจการก่อตัวของ ดาวฤกษ์ (star) ในเอกภพยุคแรก ๆ มากขึ้นนั่นเอง”

ดาวเคราะห์นอกระบบเริ่มเป็นประเด็น สำหรับการค้นคว้าทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญ ตั้งแต่ช่วงกลางคริสต์ศตวรรษที่ 19 นักดาราศาสตร์ โดยทั่วไปเชื่อว่าดาวเคราะห์นอกระบบมีอยู่จริง แต่ไม่อาจ ทราบได้ว่ามันมีลักษณะเช่นไร หรือคล้ายคลึงกับดาวเคราะห์ ในระบบสุริยะเพียงใด การตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบครั้งแรก เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 1995 ด้วยวิธีตรวจวัดด้วยความเร็วแนวเล็ง ค้นพบ ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่มีคาบการโคจร 4 วันอยู่รอบดาว 51 เพกาซี นับแต่นั้นก็ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบเพิ่มมากขึ้น เมื่อถึงปี ค.ศ. 2000 ก็มีการตรวจพบเพิ่มขึ้นทุกปีมากกว่าปีละ 15 ดวง และมีการตรวจพบเพิ่มขึ้นถึง 61 ดวงในปี ค.ศ. 2007 ประมาณการว่า อย่างน้อย 10% ของดวงดาวที่มีลักษณะคล้าย ดวงอาทิตย์จะต้องมีดาวเคราะห์บริวาร โดยสัดส่วนที่แท้จริงอาจสูงกว่านั้น การค้นพบ ดาวเคราะห์นอกระบบทำให้เกิดคำถามขึ้นอีกว่า จะมีบางดวงที่เอื้อต่อสิ่งมีชีวิตหรือไม่ หรือ กล่าวอีกนัยหนึ่ง ก็คือหาดาวที่มีคุณสมบัติใกล้เคียงกับโลกมนุษย์ ที่มีความสมดุลของธรณีภาค (geosphere) อุทกภาค (hydrosphere) และ บรรยากาศภาค (atmosphere) จนก่อให้เกิดชีวภาค (biosphere) ขึ้นมา ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดได้ยากมากในจักรวาล

ขณะนี้ กลีเซอ 581 D ดาวเคราะห์ดวงที่สี่ของดาวแคระแดง กลีเซอ 581 (ห่างจากโลกประมาณ 20 ปีแสง) ดูจะเป็นตัวอย่างที่ดีที่สุดเท่าที่ค้นพบ มีโอกาสจะเป็นดาวเคราะห์คล้ายโลกซึ่งเป็นที่อยู่ของสิ่งมีชีวิต เนื่องจากมีวงโคจรอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ของมันในระยะวงโคจรที่เหมาะสม แม้ผลการตรวจวัดเบื้องต้นจะบ่งชี้ ว่ามันอยู่นอก “เขต Goldilocks” ก็ตาม แต่ผลสำรวจในภายหลังส่อว่ามันอาจอยู่ภายในเขตพอดีก็ได้ คำนี้ แปลง่ายๆ ก็คือเขต หรือ ภาวการณ์ทีอะไรๆ มันลงตัวพอดี ไม่ร้อน ไม่หนาว สมดุลไปหมด จนก่อกำเนิดชีวิตได้

สหพันธ์ดาราศาสตร์สากลได้นิยาม “ดาวเคราะห์” ไว้ว่า ดาวเคราะห์ต้องโคจรรอบดาวฤกษ์ แต่ใน ปัจจุบันคำนิยามนี้จะใช้สำหรับดาวเคราะห์ภายในระบบสุริยะเท่านั้น มิได้ใช้นิยามนี้กับดาวเคราะห์นอกระบบ สำหรับคำนิยามของดาวเคราะห์นอกระบบ “ที่ใช้งานจริง” เริ่มกำหนดขึ้นราวปี ค.ศ. 2001 (แก้ไขล่าสุดในปี ค.ศ. 2003) โดยมีคำจำกัดความดังต่อไปนี้

“วัตถุที่มีมวลแท้จริงต่ำกว่าขีดจำกัดมวลอันทำให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นของดิวเทอเรียม (ในปัจจุบันคำนวณได้ประมาณ 13 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดีสำหรับวัตถุที่ประกอบด้วยโลหะ) ที่โคจรรอบ ดาวฤกษ์หรือซากของดาวฤกษ์ ถือว่าเป็น “ดาวเคราะห์” (ไม่ว่าจะเกิดขึ้นจากอะไร) สำหรับขนาดหรือมวลต่ำสุด สำหรับวัตถุนอกระบบสุริยะในการพิจารณาถึงการเป็นดาวเคราะห์ให้ใช้หลักการเช่นเดียวกับที่ใช้ในระบบสุริยะ”

วัตถุท้องฟ้าส่วนย่อยที่มีมวล แท้จริงมากกว่าขีดจำกัดมวลอันทำให้ เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นของ ดิวเทอเรียม จะถูกเรียกว่า “ดาวแคระ น้ำตาล” (brown dwarf) ไม่ว่าจะเกิด ขึ้นอย่างไร หรือ อยู่ ณ ตำแหน่งใด ส่วน วัตถุล่องลอยอิสระในกระจุกดาวเกิด ใหม่ ไม่ได้โคจรรอบดาวฤกษ์ ซึ่งมีมวล ต่ำกว่าขีดจำกัดมวลอันทำให้เกิด ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นของ ดิวเทอเรียม จะไม่ถือว่าเป็นดาวเคราะห์ แต่ถือเป็น “ดาวแคระน้ำตาลเล็ก” (sub-brown dwarf หรือชื่ออื่นตามที่ เหมาะสม) ทั้งนี้ มีรายงานจำนวนหนึ่ง ที่ศึกษาวัตถุลอยอิสระเหล่านี้ (ที่ไม่ โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงใดเลย) โดยเรียก พวกมันว่า “ดาวเคราะห์โรก” (rogue planet) หรือ “ดาวเคราะห์ระหว่าง ดวงดาว” (interstellar planet)

ปัจจุบัน มีคำถามที่ยังตอบไม่ได้จำนวนมากเกี่ยวกับคุณสมบัติของดาวเคราะห์นอก ระบบ อย่างเช่น รายละเอียดขององค์ประกอบของดาว และโอกาสที่ดาวเหล่านี้จะมีดวงจันทร์ ของตัวเอง ในปัจจุบันพบว่าดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากไม่มีน้ำซึ่งแสดงว่ายังคงต้องมี การศึกษาสมบัติของดาวเคราะห์นอกระบบเพิ่มเติม อีกคำถามหนึ่งคือมีสิ่งมีชีวิตในดาวเคราะห์นอก ระบบหรือไม่ ดาวเคราะห์หลายๆ ดวงมีวงโคจรอยู่ในระยะที่สามารถมีสิ่งมีชีวิตได้ ซึ่งมีโอกาสที่เงื่อนไขหลาย ประการทำให้ดาวเคราะห์เหล่านั้นเป็นดาวเคราะห์คล้ายโลก แต่ดาวเคราะห์ที่พบได้เหล่านี้ ส่วนมากเป็น ดาวเคราะห์ยักษ์คล้ายดาวพฤหัสบดีมากกว่า ถ้าดาวเคราะห์เหล่านี้มีดวงจันทร์ขนาดใหญ่ เป็นไปได้ว่า ดวงจันทร์เหล่านั้นจะสามารถเป็นแหล่งกำเนิดสิ่งมีชีวิตได้ การตรวจหาสิ่งมีชีวิตบนดาวที่อยู่ห่างไกล (ยังไม่ นับว่าเป็นสิ่งมีชีวิตที่มีอารยธรรมหรือไม่) เป็นสิ่งที่น่าท้าทายอย่างยิ่ง แต่ก็คงเป็นไปไม่ได้ในช่วงระยะเวลา อันใกล้นี้ แม้ว่าการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตเหล่านั้นจะเป็นเรื่องที่เป็นไปได้มากก็ตาม

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *