เมื่อปี 2020 ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้สังเกตดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่มีชื่อว่า HD 110067 ที่อยู่ห่างจากโลกออกไปประมาณ 100 ปีแสง และพบว่ามันมีสัญญาณถึงการมีของดาวเคราะห์นอกระบบ 2 ดวงโดยหนึ่งในนั้นมีคาบโคจร 5.462 วัน ขณะที่อีกดวงนั้นยังไม่ทราบ
สองปีต่อมา กล้องโทรทรรศน์ TESS ที่ออกแบบมาเพื่อตามหาดาวเคราะห์นอกระบบได้ทำการตรวจสอบอีกครั้ง ซึ่งให้ข้อมูลที่ค่อนข้างสับสนกับครั้งแรกในตอนนั้น โดย ราฟาเอล ลูเก้ (Rafael Luque) นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยชิคาโกได้ใช้กล้อโทรทรรศน์อีกตัวที่ชื่อว่า Cheops ขององค์การอวกาศยุโรปมองดูมันอย่างใกล้ชิด
ในการตรวจสอบครั้งนั้น พวกเขาก็ต้องตกใจ เมื่อข้อมูลชี้ไปว่าสิ่งที่รู้มาก่อนหน้านี้ไม่ถูกต้อง แท้จริงแล้วระบบดาวฤกษ์ HD 110067 นั้นมีดาวเคราะห์โคจรอยู่ไม่ใช่แค่ 2 แต่เป็น 6 ดวง และดวงดาวเหล่านั้นต่างเคลื่อนที่สอดประสานกับอีกดวงในอัตราส่วนที่สมบูรณ์แบบอย่างเหลือเชื่อ และสิ่งนี้ถูกเรียกว่า “ระบบสุริยะสมบูรณ์แบบ” (The Perfect Solar System) ซึ่งเป็นปรากฎการณ์ที่หาได้ยากยิ่ง
“มันเหมือนกับการดูฟอสซิล” ลูเก้ บอก “วงโคจรของดาวเคราะห์ในปัจจุบันเหมือนกับพันล้านปีก่อน” นักวิทยาศาสตร์เชื่อกันว่ารูปแบบการโคจรเช่นนี้เกิดขึ้นในช่วงแรกของระบบดาวทุกระบบ แต่เมื่อเวลาผ่านไป แรงโน้มถ่วงของวัตถุต่าง ๆ เช่นการก่อตัวของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสบดี หรือการชนจากสิ่งอื่นทำให้สมดุลเหล่านี้เสียไป จนทำให้การโคจรเป็นสัดส่วนเช่นนี้หาได้ยากยิ่ง
ลูเก้อธิบายว่ามันเป็น “ร้อยละ 1 ของร้อยละ 1” ซึ่ง “เราคิดว่ามีเพียงร้อยละ 1 ของระบบทั้งหมดยังคงอยู่ในการโคจรเช่นนี้ และยิ่งมีน้อยกว่านั้นที่แสดงให้เห็นว่ามีกลุ่มดาวเคราะห์ในลักษณะดังกล่าวนี้” พร้อมกับเสริมว่า “มันแสดงให้เราเห็นถึงโครงสร้างบริสุทธิ์ของระบบดาวเคราะห์ที่รอดพ้นจากการถูกแตะต้อง”
การโคจรสอดประสานกันที่ว่าคืออะไร? รายงานระบุว่าดาวเคราะห์ทั้ง 6 ดวงมีคาบการโคจรโดยเรียงตามลำดับจากด้านในสุดคือ 9.11 วัน – 13.67 วัน – 20.52 วัน – 30.79 วัน – 41.06 วัน และ 54.77 วัน ซึ่งหมายความว่าคู่ดาวเคราะห์นอกระบบมีอัตราส่วนการโคจรที่ 3:2, 3:2 และ 4:3
อธิบายให้ง่ายขึ้นก็คือ ดาวเคราะห์ A (ดวงในสุด, ชื่อสมมติเพื่อความง่าย) โคจร 3 รอบจะเท่ากับดาวเคราะห์ B (ดวงถัดมา) โคจรรอบดาวฤกษ์ครบ 2 รอบพอดิบพอดีกัน ทำให้เป็นอัตราส่วนที่ 3 ต่อ 2 ซึ่งดาวเคราะห์ C และ D (ดวงที่ 3 กับ 4) ก็โคจรในอัตราส่วนที่ 3 : 2 เช่นเดียวกัน
ขณะที่ดาวเคราะห์ E และ F (ดวงที่ 5 กับ 6) โคจรในอัตราส่วน 4 : 3 หรือก็คือดาวเคราะห์ E โคจรครบ 4 รอบ ดาวเคราะห์ F จะโคจรได้ 3 พอดีกัน ความสมบูรณ์แบบไม่หยุดอยู่แค่นั้น นักวิทยาศาสตร์ยังพบว่าดาวเคราะห์ F (ดวงที่ 6 นอกสุด) ยังโคจรเป็นอัตราส่วน 1: 6 กับดาวเคราะห์ A ที่อยู่ในสุด ซึ่งก็คือดาวเคราะห์ A โคจร 6 รอบจะเท่ากับดาวเคราะห์ F โคจร 1 รอบ
“อัตราส่วนคาบถูกวัดอย่างประณีตและแม่นยำจากข้อมูล” เรนู มอลโฮตรา (Renu Malholtra) นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้กล่าว เธอชื่นชมรายงานนี้ว่า “ได้ทำการสืบสวนกันอย่างยอดเยี่ยม”
นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าในช่วงที่ระบบสุริยะของเราเกิดขึ้นมาก็อาจจะมีการโคจรที่สอดประสานเหมือนระบบของดาวฤกษ์ HD 110067 แต่เนื่องด้วงเหตุการณ์มากมายทำให้ระบบสุริยะของเราเป็นเช่นทุกวันนี้ ข้อมูลเหล่านี้จึงช่วยให้นักวิจัยได้เข้าใจเกี่ยวกับยุคแรกในระบบสุริยะมากยิ่งขึ้น
ในส่วนของรายละเอียดเกี่ยวกับดาวเคราะห์นั้น ทีมวิจัยระบุว่าพวกมันมีรัศมีตั้งแต่ 1.94 – 2.85 เท่าของโลก และการประเมินเบื้องต้นชี้ว่าทั้งหมดไม่น่าจะเอื้อต่อสิ่งมีชีวิต เนื่องจากเป็นดาวเคราะห์ก๊าซที่ถูกห่อหุ้มด้วยไฮโดรเจนหรือฮีเลียมทั้งหมด แต่ยังไม่ทราบว่ามีแกนดาวหรือเป็นเป็นแบบไหน ยังคงต้องรอการตรวจสอบต่อไป
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
https://www.nature.com/articles/s41586-023-06692-3
https://www.iflscience.com/6-planet-harmony-solves-mystery-of-peculiar-star-system-71780
https://www.sciencealert.com/scientists-discover-six-alien-worlds-perfectly-synchronized