ufabet present :

3. การค้นหาดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะในอนาคต


ถึงแม้ว่ากล้องส่องทางไกลเคปเลอร์จะสามารถตรวจเจอดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะหลายดวงและก็หลายประเภท แม้กระนั้นกล้องส่องทางไกลอวกาศเคปเลอร์จะเน้นย้ำการตรวจค้น เฉพาะดาวฤกษ์รอบๆกรุ๊ปดาวหงส์ ข้างในรัศมี 3,000 ปีแสงจากดวงตะวัน


ก้าวถัดไปของการค้นหาดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะเป็น การสำรวจหาดาวเคราะห์เป็นมุมกว้างที่ครอบคลุมทั่วฟ้า (All sky planet survey) ดังเช่นว่า ดาวเทียมตรวจหาดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงแม่ (Transiting Exoplanet Survey Satellite: TESS) ที่จะค้นหาดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะ รวมทั้งดาวพระเคราะห์ที่เอื้อต่อการพำนักของสิ่งมีชีวิต



TESS จะเน้นการสำรวจหาดาวเคราะห์ด้วยวิธีวัดการเขยื้อนผ่านหน้า และก็ตัวดาวเทียมจะถูกส่งขึ้นสู่อวกาศ ในตอนต้นปี พุทธศักราช2561 ซึ่งมุ่งมาดกันว่าการตรวจของ TESS จะศึกษาและทำการค้นพบดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะเพิ่มอีกหลายพันดวง รวมทั้งดาวพระเคราะห์ขนาดราวๆโลกหรือใหญ่มากยิ่งกว่าโลกบางส่วน (ดาวพระเคราะห์จำพวกซูเปอร์เอิร์ธ) อีกหลายร้อยดวง อาทิเช่น ดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีภาวะเหมือนโลก ที่บางทีอาจอยู่ใกล้ดวงตะวันมากยิ่งกว่ารอบๆดาวฤกษ์ในกรุ๊ปดาวหงส์ (ที่กล้องส่องท

างไกลอวกาศเคปเลอร์ตรวจ)

เมื่อพวกเราศึกษาค้นพบดาวนพเคราะห์ที่มีภาวะเอื้อต่อการอาศัยของสิ่งมีชีวิต (Habitable planet) ในแถวใกล้โลก ก็บางทีอาจเป็นได้ว่าดาวดวงแม่ของมันจะเป็นพวกดาวมวลน้อย (ดาวเล็กแกร็นแดง ดาวเล็กแกร็นน้ำตาล) จากการที่ดาวมวลน้อยจะกระจายตัวอยู่ในบริเวณใกล้พระอาทิตย์มากยิ่งกว่าดาวฤกษ์มวลมากมาย

อาทิเช่น ดาวฤกษ์ที่ใกล้ระบบสุริยะที่สุดชื่อ“ดาวพรอกซิมา เซนทอรี" (Proxima Centauri) ก็ถูกศึกษาค้นพบโดยวิธีวัดความเร็วในแนวเล็งว่า มีดาวเคราะห์พรอกซิมา เซนทอรี บี (Proxima Centauri b) โคจรอยู่ในรอบๆพื้นที่ที่เอื้อต่อการพำนักของสิ่งมีชีวิต หรือ Habitable Zone เป็นหลักที่รอบๆดาวดวงแม่ที่ผิวดาวพระเคราะห์ในรอบๆนี้ไม่ร้อน-เย็นเกินความจำเป็น ufabet น้ำอยู่ในสถานะของเหลวได้ ซึ่งดาวพรอกซิมา เซนทอรี ก็เป็นดาวดวงแม่ที่มีมวลน้อย (มีมวลเพียงแค่ 0.12 เท่าของมวลดวงตะวัน)



ดาวแคระแกร็นน้ำตาล (Brown Dwarf) เป็นวัตถุฟ้าที่มีมวลมากยิ่งกว่าดาวนพเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่หนักที่สุดแม้กระนั้นมวลน้อยกว่าดาวฤกษ์ที่ค่อยที่สุด (ดาวเล็กแกร็นแดง) นับเป็นช่วงๆรอยต่อระหว่าง ดาวพระเคราะห์-ดาวฤกษ์ โดยดาวแคระแกร็นน้ำตาลจะมีมวลราว 15-80 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี


แผนภาพแสดง “พื้นที่เอื้อต่อการอยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิต" (Habitable Zone) ปรากฏเป็น พื้นที่สีเขียวในภาพ ซึ่งเป็นบริเวณที่ไม่ใกล้ดาวดวงแม่จนร้อนไปหรือห่างเกินจนเย็นไป มีอุณหภูมิ พอดีที่น้ำจะอยู่ในสถานะของเหลวได้


ก้าวถัดไปอีกก้าวหนึ่งเกี่ยวกับดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะเป็น เรื่องบรรยากาศของดาวพระเคราะห์

ในตอนระหว่างที่ดาวพระเคราะห์กำลังผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงแม่ แสงสว่างส่วนหนึ่งส่วนใดจากดาวฤกษ์ดวงแม่จะส่องลอดผ่านบรรยากาศของดาวพระเคราะห์ ถ้าเกิดพวกเราสามารถพินิจพิจารณาสเปกตรัมของแสงสว่างส่วนนี้ได้ พวกเราจะรู้ถึงส่วนประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศของดาวนพเคราะห์ ซึ่งอาจมีในกรณีที่บรรยากาศของดาวพระเคราะห์ได้รับผลพวง ufabet จากกิจกรรมทางธรรมชาติของสิ่งมีชีวิตที่อยู่บนดาวนพเคราะห์ดวงนั้น

อย่างไรก็ดีในตอนนี้ยังไม่มีกล้องส่องทางไกลตัวไหนที่ให้ความละเอียดมากพอที่จะศึกษาค้นคว้าข้อมูลสเปกตรัมตามที่กล่าวมาได้ ก็เลยจึงควรใช้กล้องส่องทางไกลภาคพื้นดินที่มีขนาดใหญ่มากมาย เป็นต้นว่า กล้องส่องทางไกลขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางหน้ากล้องถ่ายรูป 30 เมตร (TMT) ที่จะเริ่มใช้งานในช่วงปลายคริสตทศวรรษ 2020



ภาพจินตนาการหากอาคารหอดูดาวและกล้องโทรทรรศน์ TMT แล้วเสร็จ


ในสมัยถัดไปที่พวกเราจะใช้กล้องส่องทางไกลภาคพื้นดินขนาดใหญ่มากมาย พวกเราจะสามารถศึกษาค้นคว้าเนื้อหาส่วนประกอบทางเคมีของบรรยากาศดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะได้


แม้กระนั้นส่วนประกอบทางเคมีรวมทั้งสัญญาณใดจะเป็น “ตัวบ่งชี้การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต" (Biomarker)ทางนักวิทยาศาสตร์เองก็ยังไม่มีความรู้เกี่ยวกับตัวบ่งชี้การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตจากสิ่งมีชีวิตนอกโลก ufabet ก็เลยได้ค้นคว้าทำการวิจัยว่ามีอะไรบ้างที่พอเพียงเป็นได้ซึ่งการค้นคว้าวิจัยดังกล่าวข้างต้นมิได้ทำโดยนักดาราศาสตร์เพียงอย่างเดียว แต่ว่าจะต้องร่วมมือกับนักเคมีแล้วก็นักชีววิทยาด้วย ชีวดาราศาสตร์ก็เลยเป็นสาขาที่ดัดแปลงวิชาความรู้ที่จำเป็นต้องจากหลายสาขา


แผนภาพแสดงการตรวจค้นส่วนประกอบทางเคมีของบรรยากาศดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะ ด้วยการศึกษาเล่าเรียนสเปกตรัมแบบเส้นมืด ที่ปรากฏบนแสงสว่างดาวที่ส่องลอดบรรยากาศดาวนพเคราะห์ แล้วไปเทียบเคียงว่าตรงกับสเปกตรัมของสารเคมีจำพวกใดซึ่งนักดาราศาสตร์หวังว่ากล้องส่องทางไกล TMT จะเก็บข้อมูลสเปกตรัมนี้ได้





ในรูปนี้แสดงสเปกตรัมของดาวศุกร์ โลก และก็ดาวอังคาร (แกนตั้งเป็นความเข้มของสเปกตรัม แกนนอนเป็นความยาวคลื่น ซึ่งสเปกตรัมแบบเส้นมืดจะปรากฏเป็น “เหว" ในแผนภูมิ) ซึ่งดาวนพเคราะห์ทั้งยัง 3ดวงมีสเปกตรัมของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2)แบบเดียวกัน แต่ว่าโลกแสดง “ตัวบ่งชี้การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต" แตกต่างจากดาวนพเคราะห์ที่เหลือ ตรงสเปกตรัมของก๊าซโอโซน (O3) ซึ่งเป็นก๊าซที่ก่อตัวจากก๊าซออกสิเจน เมื่อได้รับพลังงานจากรังสีรังสียูวีจากดวงตะวัน ในช่วงเวลาที่น้ำ (H2O) หากแม้จะไม่เป็น ufabet “ตัวบ่งชี้การดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิต" แต่ว่าก็เป็นสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์พึงพอใจ ด้วยเหตุว่าเป็นสารที่มีความจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต Credit ภาพ: Mark Elowitz



4. สำหรับด้านชีวดาราศาสตร์

ชีวดาราศาสตร์ (Astrobiology) เป็นสาขาที่ศึกษาค้นคว้าเกี่ยวกับการเกิดรวมทั้งพัฒนาการของสิ่งมีชีวิตในจักรวาล ศูนย์ชีวดาราศาสตร์ของประเทศญี่ปุ่นจัดตั้งขึ้นเมื่อปี พุทธศักราช 2558 เป็นศูนย์ที่ใหม่ข้างในสถาบันวิทยาศาสตร์ธรรมชาติแห่งชาติประเทศญี่ปุ่น(NINS) และก็ยังเป็นที่ทำการที่วิทยากรคนประเทศญี่ปุ่นขึ้นอยู่กับอยู่



หัวข้อสำคัญของศูนย์ชีวดาราศาสตร์เป็น “ดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะและก็สิ่งมีชีวิตบนนั้น" ซึ่งในศูนย์จะมีที่ทำการของโครงงานต่างๆ3 ที่ เช่น


- แผนการค้นหาดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะ : ตรวจค้นดาวพระเคราะห์ที่เอื้อต่อการอาศัยของสิ่งมีชีวิตโดยใช้กล้องส่องทางไกลสึบารุ กล้องส่องทางไกลTMT และก็กล้องส่องทางไกลอวกาศ


- แผนการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก : พินิจพิจารณาบรรยากาศรวมทั้งทำรับรองตัวบ่งชี้การดำรงชีพของสิ่งมีชีวิต บนดาวพระเคราะห์ที่เอื้อต่อการพักอาศัยของสิ่งมีชีวิต


- แผนการเครื่องใช้ไม้สอยทางชีวดาราศาสตร์ :ปรับปรุงอุปกรณ์เครื่องไม้เครื่องมือต่างๆสำหรับกล้องส่องทางไกล TMT และก็กล้องส่องทางไกลอวกาศในอนาคตเพื่อเล่าเรียน “โลกใบลำดับที่สอง"


แบบอย่างของงานศึกษาค้นคว้าและทำการวิจัยด้านชีวดาราศาสตร์ :


- การตรวจค้นดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะ : การสังเกตการณ์ การเรียนแง่ทฤษฎี และก็การพัฒนาเครื่องมือเพื่อการเล่าเรียน


- การสำรวจระบบสุริยะ เป็นต้นว่า การเรียนดาวบริวารของดาวพฤหัสที่ชื่อยูโรปา ดาวบริวารของดาวเสาร์ ชื่อเอนเซลาดัส และก็ดาวพระเคราะห์ ดาวบริวารดวงอื่นๆ


- การศึกษาเรียนรู้วิจัยตัวบ่งชี้การดำรงชีพของสิ่งมีชีวิต


- การสังเคราะห์ด้วยแสงบนดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะ


- การกำเนิดของภาวะการจัดลำดับตัวของอะตอมที่แตกต่างระหว่างโมเลกุลประเภทเดียวกัน (Chirality)





ในที่นี้ วิทยากรคนญี่ปุ่นจะชี้แนะในพื้นฐานถึงการสังเคราะห์ด้วยแสงบนดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะ ซึ่งทางวิทยากรก็ดำเนินงานหัวข้อนี้ส่วนหนึ่งส่วนใด


อย่างที่ดินวิทยากรได้กล่าวไปในประเด็นที่ 3 “การค้นหาดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะในอนาคต"วัตถุประสงค์ถัดไปสำหรับในการค้นหาดาวนพเคราะห์นอกระบบสุริยะ เป็นดาวมวลน้อย แม้ดาวดวงแม่เป็นพวกดาวมวลน้อย (ดาวแคระแกร็นน้ำตาล ดาวเล็กแกร็นแดง) จะมีความต่างกับระบบสุริยะของพวกเราอย่างไรบ้าง?


- การแผ่รังสีของดวงตะวันจะมีความเข้มเยอะที่สุดในตอนแสงสว่างที่ตามองมองเห็นได้ ufabet (ตอนแสงสีต่างๆตั้งแต่สีม่วงไปจนกระทั่งสีแดง) แต่ว่าพวกดาวมวลน้อยจะมีความเข้มสำหรับในการแผ่รังสีเยอะที่สุดในตอนรังสีอินฟราเรด


- การแผ่รังสีจากดาวดวงแม่ในตอนรังสีรังสียูวี (รังสีUV)


- เขตพื้นที่ที่เอื้อต่อการพำนักของสิ่งมีชีวิต(Habitable zone) รอบดาวมวลน้อยจะอยู่ใกล้มากยิ่งกว่าระบบสุริยะ


- ดาวพระเคราะห์ในพื้นที่เอื้อต่อการพำนักของสิ่งมีชีวิตรอบดาวมวลน้อย มักถูกล็อกด้วยแรงไทดัล (ด้านหนึ่งเป็นกลางวันตลอด ส่วนอีกด้านเป็นกลางคืนตลอด)



จากแผนภูมินี้ เปรียบเทียบระหว่างแผนภูมิของดาวแบบดวงตะวันกับดาวฤกษ์สีแดง จะมองเห็นได้ว่ายอดแผนภูมิ ที่มีความเข้มของรังสีสูงที่สุดของดาวสีแดงจะตรงกับแสงสีแดง รวมทั้งรังสีอินฟราเรด (นอกแถบที่มีคำว่า Visible ไปทางขวามือในแผนภูมิ) แล้วก็มีการแผ่รังสีในตอนรังสีรังสียูวีน้อยกว่าดาวแบบพระอาทิตย์


ดังนี้ ดาวฤกษ์สีแดงมี 2 แบบเป็นดาวยักษ์แดง (Red Giant) กับดาวเล็กแกร็นแดง (Red dwarf) ซึ่งรายละเอียดในประเด็นนี้จะเอ๋ยถึงดาวเล็กแกร็นแดง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์มวลน้อยแบบหนึ่ง





มองเห็นได้ว่าในกรณีดาวแคระแกร็นแดง (จำพวกสเปกตรัม M) “พื้นที่เอื้อต่อการพำนักของสิ่งมีชีวิต"จะอยู่ใกล้ดาวดวงแม่มากกว่า ระยะห่างเฉลี่ยระหว่างดาวพุธกับดวงตะวัน (0.38 AU) ระหว่างที่กรณีดาวดวงแม่เป็นดาวเล็กแกร็นน้ำตาล ufabet ซึ่งโดยปกติมีอุณหภูมิในตอน 750-2,200 เคลวิน (มิได้แสดงในแผนภูมินี้) “พื้นที่เอื้อต่อการพำนักของสิ่งมีชีวิต" จะอยู่ใกล้ดาวดวงแม่มากมาย


ถึงแม้ว่าจะพวกเราศึกษาและทำการค้นพบดาวพระเคราะห์ที่มีภาวะเสมือนโลกรอบดาวมวลน้อย ดาวพระเคราะห์ดวงนั้นก็อาจจะมีสิ่งแวดล้อมที่ไม่เหมือนกันกับบนโลกพอควร


กรณีของพืชบนโลกจะสะท้อนแสงสีเขียวได้นิดหน่อย สะท้อนรังสีอินฟราเรดก้าวหน้ามากมาย แล้วก็พืชพวกนี้มักใช้คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในตอนแสงสว่างที่ตามองมองเห็นเป็นหลัก แล้วกรณีของสิ่งมีชีวิตบนดาวนพเคราะห์ที่หมุนรอบดาวมวลน้อย (พวกดาวแคระแกร็นน้ำตาล ดาวแคระแกร็นแดง) ควรจะเป็นเช่นไร?



นักวิทยาศาสตร์ก็นึกถึงหัวข้อการสังเคราะห์ด้วยแสงของสิ่งมีชีวิต ถ้ามีอยู่ตามดาวนพเคราะห์กลุ่มนี้โดยเล่าเรียนกันอยู่ว่า


- จะมีระบบระเบียบอะไรที่มีเหตุผลที่ใช้รังสีอินฟราเรดแทนแสงสว่างที่ตามองมองเห็นสำหรับในการสังเคราะห์ด้วยแสงไหม


- พืชที่เกิดบนโลกจะอาศัยอยู่ในสิ่งแวดล้อมแบบนั้นได้ไหม


- พืชพวกนั้นจะก่อให้เกิดผลกระทบต่อส่วนประกอบทางเคมีในบรรยากาศของดาวพระเคราะห์เช่นไร


ปัญหาพวกนี้เป็นจุดหมายสำหรับการศึกษาค้นคว้าที่ภาควิชาของวิทยากรคนประเทศญี่ปุ่นศึกษาค้นคว้ากันอยู่


รอบๆแผนภูมิที่เน้นย้ำสีแดง เรียกว่า “Red-Edge" ชี้ว่าพืชบนโลกมีคุณลักษณะการสะท้อนแสงที่เปลี่ยนไปๆมาๆกในตอนรังสีอินฟราเรดใกล้ ซึ่งนักวิทยาศาสตร์พึงพอใจว่าแม้มีพืชบนดาวพระเคราะห์ ใน “พื้นที่เอื้อต่อการอาศัยของสิ่งมีชีวิต" รอบดาวมวลน้อยจะมีค่าการสะท้อนแสงที่แปรไปมากมาย แบบ “Red-edge"หรือเปล่า


โดยสรุปแล้วศูนย์ชีวดาราศาสตร์ของประเทศญี่ปุ่นกำลังเล่าเรียนในประเด็น “ดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะแล้วก็สิ่งมีชีวิตบนนั้น" โดยใช้กรรมวิธีเบื้องต้นทางดาราศาสตร์ ซึ่งสาขาชีวดาราศาสตร์จำต้องปรับใช้วิชาความรู้จากวิชาอื่นหลายวิชา สนับสนุนการศึกษาค้นคว้าวิจัยเรื่องดาวพระเคราะห์นอกระบบสุริยะ และก็สิ่งมีชีวิตอีกทั้งใน - นอกระบบสุริยะ ufabet รวมทั้งการพัฒนาเครื่องมือการสังเกตการณ์เพื่อการศึกษาเรียนรู้พวกนี้