| ที่มา | คอลัมน์ ฟิสิกส์ธรรมดาสาระมันส์ มติชนรายวัน |
|---|---|
| ผู้เขียน | อาจวรงค์ จันทมาศ www.facebook.com/ardwarong |
| เผยแพร่ |
ข่าวใหญ่ในวงการดาราศาสตร์สำหรับต้นปี 2559 นี้คือ ทฤษฎีการค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่เก้า ในระบบสุริยะ (Planet Nine)
Konstantin Batygin และ Michael E. Brown สองนักวิจัย แห่งมหาวิทยาลัยคาลเทค คำนวณจากความผิดปกติในการโคจรของวัตถุที่มีวงโคจรอยู่นอกดาวเนปจูน แล้วพบว่ามวลของดาวเคราะห์ดวงที่เก้ามีค่าเป็น 10 เท่าของมวลโลก, มีรัศมี 2-4 เท่าของโลก, มีวงโคจรเป็นรูปวงรีอย่างมาก ระยะใกล้สุดจากดวงอาทิตย์มีค่า 200 AU ส่วนระยะไกลสุดจากดวงอาทิตย์มีค่า 1200 AU (1AU=ระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์โดยเฉลี่ย) และโคจรรอบดวงอาทิตย์ด้วยเวลา 15,000 ปี
ก่อนจะคุยกันว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีอยู่จริงหรือไม่ เรามาดูจุดเริ่มต้นที่ทำให้นักดาราศาสตร์เริ่มสงสัยจนตั้งสมมุติฐานกันดีกว่า
จุดเริ่มต้นเรื่องดาวเคราะห์ดวงที่ 9 มาจากวงโคจรของดาวเคราะห์แคระเซดนา (Sedna)
เซดนาเป็นดาวเคราะห์แคระที่วงโคจรมีความรีสูงมาก (ในรูป 1 แสดงวงโคจรสีแดงคือวงโคจรของดาวเคราะห์แคระเซดนา ส่วนวงโคจรเล็กๆ สีม่วงคือวงโคจรของดาวพลูโต) นอกจากนี้ มันยังเป็นวัตถุที่มีคาบการโคจรมากถึง 11,400 ปี ซึ่งนับว่าเป็นวัตถุที่คาบการโคจรมากที่สุดในระบบสุริยะเท่าที่เคยค้นพบกันมา มันอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากเสียจนตำแหน่งที่มันอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดยังห่างจากดวงอาทิตย์ถึง 76 AU
ด้วยสมบัติที่แตกต่างจากวัตถุอื่นๆ ที่เคยพบมามากมายทำให้นักวิทยาศาสตร์เปิดประเด็นว่ามันคืออะไรกันแน่?
-บางทฤษฎีเชื่อว่ามันเป็นวัตถุใน scattered disc (แถบวัตถุที่วงโคจรมีความรีสูงเนื่องจากได้รับอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงดาวเนปจูน โดยทั่วไปวัตถุใน scattered disc จะอยู่นอกแถบไคเปอร์ออกไปอีก)
-บางทฤษฎีก็เชื่อว่ามันอาจเป็นวัตถุแรกในเมฆออร์ตที่เราค้นพบก็ได้
-บางทฤษฎีเชื่อว่าวงโคจรของมันได้รับอิทธิพลจากดาวฤกษ์นอกระบบสุริยะที่เข้ามาใกล้
-บางทฤษฎีเสนอว่ามันได้รับอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่นอกวงโคจรของดาวเนปจูน
Brown และ Batygin ได้ทำการวิเคราะห์วงโคจรของวัตถุที่วงโคจรอยู่นอกแถบไคเปอร์จำนวน 6 วัตถุ ได้แก่ เซดนา, 2012 VP113, 2007 TG422, 2004 VN112, 2013 RF98 และ 2010 GB174 แล้วนำมาวิเคราะห์โดยละเอียดพบว่าวงโคจรของวัตถุทั้ง 6 นี้อยู่ในระนาบเดียวกันและวางตัวอยู่ในแนวที่ใกล้เคียงกันมาก พวกเขาพบว่าโอกาสที่พวกมันจะวางตัวในลักษณะนี้โดยบังเอิญมีเพียง 0.007% เท่านั้น (ในรูป 2 แสดงวงโคจรของวัตถุทั้ง 6 ด้วยสีม่วงและวงโคจรของดาวเคราะห์ดวงที่ 9 ด้วยสีแดง)
การทำแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์พบว่ารูปแบบการโคจรของวัตถุทั้ง 6 นี้อาจเกิดขึ้นจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ดวงที่เก้า ซึ่งสมบัติต่างๆ ของดาวเคราะห์ปริศนาดวงนี้ เช่น มวล, คาบการโคจร, ความรี, ขนาดของดาวเคราะห์, ความเอียงของระนาบและระยะห่างมากสุดจากดวงอาทิตย์ ฯลฯ ล้วนเป็นค่าที่ดีที่สุดจากแบบจำลอง (Best-fit parameters)
อย่างไรก็ตาม ในตอนนี้ดาวเคราะห์ดวงที่เก้านี้ยังเป็นเพียงสมมุติฐานบนกระดาษเท่านั้น การจะยืนยันว่ามันมีอยู่จริงต้องรอให้มีการตรวจพบด้วยอุปกรณ์ทางวิทยาศาสตร์เสียก่อนซึ่งคงใช้เวลาอย่างน้อยๆ อีก 5 ปี
