การค้นพบ “โลกต่างดาว” ชื่อ Proxima b หรือมนุษย์เราไม่ได้อยู่โดดเดี่ยวแล้วในจักรวาล?

รายงานโดย ปรีดี บุญซื่อ

ท้องฟ้าเหนือหอสังเกตดวงดาวของ European Southern Observatory (ESO) ที่อยู่ในประเทศชิลี ที่มาภาพ:  eso.org
ท้องฟ้าเหนือหอสังเกตดวงดาวของ European Southern Observatory (ESO) ที่อยู่ในประเทศชิลี ที่มาภาพ: eso.org

เวอร์เนอร์ ฟอน บราวน์ (Wernher von Braun) เคยกล่าวไว้ว่า “บนโลกใบนี้ เรามีชีวิตอยู่บนดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ตัวดวงอาทิตย์เองคือดาวฤกษ์ที่ลุกเป็นไฟ สักวันหนึ่ง เปลวไฟนี้ก็จะไหม้เผาผลาญหมดไป เหลืออยู่แต่ระบบสุริยะที่สิ่งมีชีวิตไม่สามารถจะอาศัยอยู่ต่อไปได้ เพราะเหตุนี้ เราจึงต้องสร้างสะพานที่ไปสู่ดวงดาว เพราะเท่าที่เรารู้ มนุษย์เราเป็นเพียงสิ่งมีชีวิตเดียวในจักรวาล ที่มีประสาทสัมผัส เราต้องไม่พลาดในภารกิจที่จะรักษาให้สิ่งมีชีวิตที่มีคุณค่าเดียวนี้ดำรงอยู่ต่อไป”

เวอร์เนอร์ ฟอน บราวน์ เป็นหัวหน้าโครงการจรวดอพอลโลขององค์การนาซ่า ที่ส่งมนุษย์อวกาศคนแรกไปลงดวงจันทร์ ก่อนหน้านั้น เขาเป็นวิศวกรที่สร้างจรวด V-2 ที่ลือชื่อของนาซีเยอรมัน คำกล่าวของฟอน บราวน์ ช่วยให้เราเห็นถึงความสำคัญและความหวังของการค้นพบทางจักรวาลครั้งสำคัญ ที่มีการแถลงออกมาเมื่อวันที่ 24 สิงหาคม ที่ผ่านมา ว่า มีการค้นพบดาวเคราะห์คล้ายโลกเรา ที่อาจเรียกว่า “โลกต่างดาว”, “โลกใหม่” หรือ “โลกที่ 2” ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ชื่อ Proxima Centauri ดาวฤกษ์ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เรามากที่สุด อยู่ห่างออกไปแค่ 4.2 ปีแสง

ดาวที่เป็น “จุดแดงรางๆ”

ภาพดาว Proxima Centauri ถ่ายโดยกล้อง Hubble ที่มาภาพ: wikipedia
ภาพดาว Proxima Centauri ถ่ายโดยกล้อง Hubble ที่มาภาพ: wikipedia

ก่อนหน้าที่จะมีการเปิดเผยอย่างเป็นทางการ นิตยสาร Der Spiegel ของเยอรมันได้พิมพ์บทความเมื่อวันที่ 12 สิงหาคมว่า นักดาราศาสตร์ที่ใช้อุปกรณ์ของ European Southern Observatory (ESO) ที่มีหอดูดาวอยู่ในประเทศชิลี ได้พบหลักฐานว่า มีดาวเคราะห์คล้ายกับโลกเรา โคจรรอบดาว Proxima Centauri ดาวเคราะห์ดวงนี้มีพื้นผิวเป็นหิน และมีความเป็นไปได้สูงที่สิ่งมีชีวิตจะอาศัยอยู่ได้ Proxima Centauri เป็นหนึ่งในสมาชิกกลุ่มดาวฤกษ์ 3 ดวง เรียกว่า Alpha Centauri System ที่ประกอบด้วย Alpha Centauri A, Alpha Centauri B และ Proxima Centauri ดาวฤกษ์ในกลุ่มนี้ล้วนเป็นดาวดวงเด่นในนิยายวิทยาศาสตร์ต่างๆ

ภาพโลกเราเห็นเป็นจุดน้ำเงินรางๆ ถ่ายโดยยาน Voyager 1 ก่อนจะเดินทางพ้นจากระบบสุริยะ ที่มาภาพ : NASA
ภาพโลกเราเห็นเป็นจุดน้ำเงินรางๆ ถ่ายโดยยาน Voyager 1 ก่อนจะเดินทางพ้นจากระบบสุริยะ ที่มาภาพ : NASA

ความสำเร็จในการค้นพบดาวเคราะห์ “โลกต่างดาว” ดวงนี้ มาจากนักดาราศาสตร์ของโครงการชื่อPale Red Dot Project หรือ โครงการจุดแดงรางๆ ชื่อโครงการนี้เกี่ยวข้องกับภาพถ่ายที่กลายเป็นตำนานประวัติศาสตร์ไปแล้ว เมื่อยานอวกาศ Voyager 1 ถ่ายภาพไว้ในปี 1990 ก่อนที่จะเดินทางหลุดพ้นจากระบบสุริยะไปตลอดกาล Carl Sagan นักดาราศาสตร์ชื่อดัง เรียกภาพถ่ายนี้ว่า “จุดน้ำเงินรางๆ” (Pale Blue Dot) เพราะเมื่อมองจากอวกาศที่อยู่ห่างไกลออกไป จะเห็นโลกเราเป็นจุดน้ำเงินรางๆ นักดาราศาสตร์โครงการจุดแดงรางๆ ต้องการค้นหาดาวเคราะห์ที่เป็นคู่แฝดกับโลกเรา และดูเหมือนว่าพวกเขาจะประสบความสำเร็จในที่สุด

นักดาราศาสตร์ของโครงการนี้ใช้กล้องดูดาวของ ESO ส่องดู Proxima Centauri เพื่อหาการเคลื่อนไหวลักษณะส่ายไปมาของดาวฤกษ์ดวงนี้ ที่อาจมีสาเหตุจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบมันอยู่ และพบว่าช่วงที่ Proxima Centauri เคลื่อนเข้ามาใกล้โลกด้วยความเร็ว 5 กิโลเมตรต่อชั่วโมง เท่ากับความเร็วการเดินเท้าของคนเรา และเคลื่อนถอยห่างออกไปด้วยอัตราความเร็วเดียวกัน จะเกิดขึ้นทุกๆ 11.2 วัน แสดงให้เห็นว่าการขยับตัวของ Proxima Centauri เกิดจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ที่มีมวล 1.3 เท่าของโลกเรา โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงนี้กินเวลา 11 วัน ในระยะห่างออกไป 7 ล้านกิโลเมตร หรือเท่ากับ 5% ของระยะห่างของโลกจากดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์ตั้งชื่อดาวเคราะห์นี้ว่า Proxima b แม้วงโคจรของมันจะใกล้ดาวฤกษ์มาก คือใกล้กว่าที่ดาวพุธโคจรรอบดวงอาทิตย์ แต่ Proxima Centauri เป็นดาวแคระแดง (Red Dwarf Star) คือเป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็กที่มีอุณหภูมิต่ำ แสงของดาวฤกษ์ดวงนี้จึงอ่อนกว่าดวงอาทิตย์มาก ทำให้ Proxima b โคจรอยู่ในโซนที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ มีอุณหภูมิพื้นผิวที่น้ำสามารถคงสภาพอยู่ได้เช่นกัน แต่ทว่า พื้นผิวดาวเคราะห์ดวงนี้อาจได้รับผลกระทบจากแสงอัลตราไวโอเลตมากกว่าที่โลกเราได้รับจากดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์ค้นพบคลื่นแสงดาวฤกษ์ Proxima Centauri สีน้ำเงินเมื่อเข้าใกล้โลก และสีแดง เมื่อห่างออกไป แสดงว่าเกิดจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ ที่มาภาพ: Der Spiegel
นักดาราศาสตร์ค้นพบคลื่นแสงดาวฤกษ์ Proxima Centauri สีน้ำเงินเมื่อเข้าใกล้โลก และสีแดงเมื่อห่างออกไป แสดงว่าเกิดจากแรงดึงดูดของดาวเคราะห์ ที่มาภาพ: Der Spiegel

การค้นหาดาวเคราะห์ Proxima b อาศัยวิธีการที่เรียกว่า ปรากฏการณ์ดอปป์เลอร์ หรือ Doppler Effect วิธีการ Doppler Effect อธิบายการเปลี่ยนแปลงของความถี่และความยาวของคลื่นที่ออกจากวัตถุที่เป็นต้นกำเนิดของคลื่น โดยมองจากคนที่สังเกตตัววัตถุดังกล่าว อย่างเช่น รถพยาบาลส่งสัญญาณไซเรน เวลาวิ่งเข้าหาเรา คลื่นเสียงที่ได้ยินจะมีความถี่สูง และเมื่อรถพยาบาลวิ่งห่างออกไป ความถี่ของคลื่นเสียงก็จะลดลง กรณีของ Proxima Centauri เมื่อดาวฤกษ์เคลื่อนมาใกล้โลก คลื่นแสงจะปรากฏเป็นสีน้ำเงิน เมื่อเคลื่อนห่างจากโลก คลื่นแสงจะเป็นสีแดง

แต่วิธีการ Doppler Effect ใช้สำหรับการค้นหาดาวเคราะห์ที่มีขนาดเล็ก ที่แม้แต่กล้องโทรทรรศน์ก็ยังไม่สามารถมองเห็นมันได้ เพราะแสงสว่างของดาวฤกษ์จะบดบังดาวเคราะห์นั้นอยู่ แต่มวลสารของดาวเคราะห์สามารถทำให้ดาวฤกษ์เกิดการสั่นคลอน การสั่นคลอนนี้สังเกตได้จากความถี่ของคลื่นแสงที่ดาวฤกษ์ส่งออกมา การสั่นคลอนของดาวฤกษ์ Proxima Centauri ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถค้นพบดาว Proxima b ทั้งๆ ที่ยังไม่เคยเห็นดาวเคราะห์ที่เป็น “โลกใหม่” ดวงนี้เลย

แม้จะอยู่ไกลมาก แต่ก็ยังใกล้

นักดาราศาสตร์เรียกดาวเคราะห์ที่อยู่นอกระบบสุริยะของเราว่า Exoplanet ในช่วง 20 ปีที่ผ่านมา มีการค้นพบดาวเคราะห์พวกนี้ไปแล้วประมาณ 3 พันดวง ส่วนใหญ่ค้นพบโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ (Kepler) ขององค์การนาซ่า ดาวเคราะห์ที่พบส่วนใหญ่เป็นดาวเคราะห์แก๊ส มีขนาดใหญ่เท่าดาวพฤหัสบดีหรือใหญ่กว่า และโคจรใกล้ดาวฤกษ์

นอกจากนี้ ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่พบ อยู่ห่างออกไปหลายร้อยปีแสง จึงเป็นไปไม่ได้เลย ที่มนุษย์เราจะหาหนทางไปสำรวจดาวเคราะห์พวกนี้ ในแง่นี้ Proxima b อยู่ห่างจากโลก 4.2 ปีแสง แม้ระยะทางยังไกลแสนไกล แต่ก็เรียกได้ว่าใกล้

นาซ่าและองค์การอวกาศต่างๆ พยายามมองหาดาวเคราะห์ที่มีลักษณะพิเศษ คือ มีขนาดเท่ากับโลกเรา โคจรรอบดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ และวงโคจรอยู่ในโซนที่สิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ได้ วิธีการค้นหาดาวเคราะห์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์แตกต่างจากวิธีการแบบ Doppler Effect การค้นหาของกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์อาศัยช่วงเวลาที่ดาวเคราะห์โคจรผ่านดาวฤกษ์ เรียกว่า transit ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถวิเคราะห์แสงที่ส่องผ่านดาวเคราะห์ เพื่อดูองค์ประกอบของบรรยากาศดาวเคราะห์ ดูการระเหยของไอน้ำ หรือสารโมเลกุลอื่นๆ ที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต เป็นต้น

มนุษย์จะมีโอกาสไปเยือน Proxima b หรือไม่

ภาพวาดรูปดาวเคราะห์ Proxima b โคจรรอบดาว Proxima Centauri ที่มาภาพ: http://www.eso.org/public/announcements/ann16056/
ภาพวาดรูปดาวเคราะห์ Proxima b โคจรรอบดาว Proxima Centauri ที่มาภาพ: http://www.eso.org/public/announcements/ann16056/

การค้นพบดาวเคราะห์ที่ห่างจากโลกเราระยะทางแค่ 4.2 ปีแสง นับเป็นเรื่องที่ตื่นเต้นกันมากในวงการดาราศาสตร์ เมื่อปีที่แล้ว มีข่าวฮือฮามากเมื่อกล้องโทรทรรศน์เคปเลอร์ค้นพบดาวเคราะห์ดวงหนึ่งคล้ายโลกเรา แต่ดาวเคราะห์นี้อยู่ห่างออกไปถึง 1,400 ปีแสง เป็นเรื่องเป็นไปไม่ได้เลยที่มนุษย์เราจะมีโอกาสได้ไปสำรวจดาวเคราะห์ดวงนี้ การค้นพบ “โลกต่างดาว” ที่ห่างออกไปแค่ 4 ปีแสง จึงนับเป็นความโชคดีอย่างหนึ่ง การวัดระยะทางแบบจักรวาลที่นับกันเป็นปีแสง อาจทำให้รู้สึกว่า Proxima b อยู่ไม่ไกลจากโลกเรา แต่การวัดระยะทางแบบนี้ก็อาจสร้างภาพลวงตาขึ้นมาได้ เพราะจริงๆ แล้ว ดาวเคราะห์ Proxima b ดวงนี้ ยังอยู่ห่างไกลมากจากโลกเรา

ในปี 2015 ยานอวกาศ New Horizons ของนาซ่า เดินทางด้วยความเร็ว 84,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ใช้เวลาเดินทาง 9 ปีครึ่ง จึงไปถึงดาวพลูโต ในฐานะ “นักท่องเที่ยว” คนแรกจากโลกที่ได้ไปเยือน หากยาน New Horizons จะเดินทางไปยัง Proxima b จะต้องใช้เวลาเดินทาง 54,000 ปี จึงจะไปถึง

แต่ต้นปีมานี้ นักวิทยาศาสตร์และนักธุรกิจชั้นนำ ร่วมกันจัดตั้ง Breakthrough Starshot Project ที่จะส่งยานอวกาศขนาดจิ๋ว ที่สามารถเดินทางด้วยความเร็วเท่ากับ 20% ของความเร็วแสง คือราวๆ 215.8 ล้าน กิโลเมตรต่อชั่วโมง แต่ก็ยังต้องใช้เวลา 20-25 ปี จึงจะไปถึง Proxima b และใช้เวลาอีก 4 ปี เพื่อส่งภาพถ่ายกลับมายังโลกเรา

แต่ถ้าหากยานอวกาศเดินทางด้วยความเร็วเท่ากับ 10% ของความเร็วแสง จะใช้เวลาถึง 50 ปี เพื่อเดินทางไปยัง Proxima b สำหรับนักบินอวกาศที่กล้าเดินทางไปกับยานอวกาศลำนี้ คงจะเป็นการเดินทางแบบเที่ยวเดียวเท่านั้น คือ เที่ยวขาไป แต่ไม่มีเที่ยวขากลับ

ในอดีตที่แล้วมา มนุษย์เราเคยพยายามทำโครงการบางอย่าง ที่ใช้เวลาหลายร้อยปี และหลายชั่วอายุคน กว่าที่โครงการจะบรรลุความสำเร็จ เช่น การสร้างวิหารทางศาสนา ไม่ว่าจะเป็นวิหารเทพเจ้าของอียิปต์โบราณ หรือวิหารของยุโรปในยุคกลาง แต่นักวิทยาศาสตร์มีความเห็นว่า โครงการอวกาศเกี่ยวกับการเดินทางระหว่างดวงดาว ควรกินเวลามากที่สุดไม่เกิน 50 ปี เพื่อที่ว่า คนที่ทำโครงการนี้มาตั้งแต่เริ่มต้น ยังมีโอกาสได้เห็นความสำเร็จของโครงการ ในช่วงที่เขายังมีชีวิตอยู่

นิตยสารดิอีโคโนมิสต์ฉบับล่าสุดเขียนไว้ว่า “สิ่งที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับ ‘โลกใหม่’ ที่เพิ่งค้นพบไม่ใช่สิ่งที่คนเราได้รู้แล้วเกี่ยวกับดาวเคราะห์ดวงนี้ แต่คือสิ่งที่เรายังไม่รู้ และความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์ดวงนี้จะมีสิ่งมีชีวิตอาศัยอยู่ รวมถึงความสามารถของมนุษย์เราที่จะหาหนทางเพื่อรู้ในสิ่งนั้น ทั้งๆ ที่ดาวเคราะห์ดวงนี้อยู่ห่างจากโลกเราถึง 40 ล้านล้านกิโลเมตร แต่ทว่า ก็ยังใกล้พอที่มนุษย์เราจะส่งยานอวกาศไปเยือน การค้นหาความเป็นไปได้ที่น่าตื่นเต้นเหล่านี้ ถือเป็นเครื่องหมายที่แสดงถึงความสำเร็จของการสำรวจอวกาศ”