JWST ของ NASA พบดาวเคราะห์ประหลาด PSR J2322-2650b รอบพัลซาร์ — บรรยากาศคาร์บอนบริสุทธิ์ 1 ปีสั้นแค่ 7.8 ชั่วโมง

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ James Webb (JWST) ขององค์การ NASA ได้สังเกตการณ์วัตถุท้องฟ้าที่ผิดปกติอย่างสุดขีด นั่นคือดาวเคราะห์ PSR J2322-2650b ซึ่งโคจรรอบพัลซาร์ในระยะเพียง 1 ล้านไมล์ด้วยคาบโคจรสั้นเพียง 7.8 ชั่วโมง บรรยากาศของมันเต็มไปด้วยคาร์บอนโมเลกุลแทบบริสุทธิ์ ซึ่งไม่เคยพบในดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงใดมาก่อน นักวิจัยเองยังยอมรับว่า "ไม่รู้ว่านี่คืออะไร" และผลการค้นพบนี้อาจบังคับให้ต้องเขียนทฤษฎีการก่อตัวของดาวเคราะห์ขึ้นใหม่ทั้งหมด

PSR J2322-2650b คืออะไร และทำไมถึงแปลกประหลาดขนาดนี้

ดาวเคราะห์ดวงนี้มีมวลใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี แต่โคจรรอบ พัลซาร์ ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่หมุนด้วยความเร็วสูงและมีขนาดเพียงเท่าเมือง แม้จะมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ พัลซาร์เกิดจากการระเบิดซูเปอร์โนวา และปล่อยลำรังสีพลังงานสูงออกมาอย่างต่อเนื่องคล้ายประภาคารในอวกาศ

ดาวเคราะห์รอบพัลซาร์ที่เคยพบมีจำนวนน้อยมาก และไม่มีดวงใดคล้ายกับ PSR J2322-2650b เลย Michael Zhang นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า "นี่คือดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่แปลกประหลาดที่สุด — มวลเท่าดวงอาทิตย์แต่ขนาดเท่าเมือง และบรรยากาศของมันไม่เหมือนสิ่งที่ใครเคยเห็นมาก่อน"

ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกตรวจพบครั้งแรกจากการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุในปี 2017 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 750 ปีแสง ในทิศทางของกลุ่มดาวประติมากร (Sculptor) งานวิจัยที่รายงานองค์ประกอบบรรยากาศได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal Letters เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม 2025

บรรยากาศคาร์บอนบริสุทธิ์ — ค่า C/O สูงกว่า 100 เท่า

สิ่งที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์ตกใจที่สุดคือองค์ประกอบของบรรยากาศ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะทั่วไปมักมีน้ำหรือมีเทนเป็นส่วนประกอบหลัก แต่ PSR J2322-2650b กลับมีคาร์บอนโมเลกุล C₂ และ C₃ เป็นองค์ประกอบหลักแทน

เพื่อเปรียบเทียบ ระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์อยู่ที่ประมาณ 93 ล้านไมล์ ซึ่งหมายความว่า PSR J2322-2650b โคจรอยู่ใกล้ดาวแม่ของมันมากกว่าโลกถึงเกือบ 100 เท่า

Peter Gao จาก Carnegie Earth and Planets Laboratory กล่าวว่า "ปฏิกิริยาแรกหลังจากได้รับข้อมูลคือ 'นี่มันคืออะไรกัน' — มันไม่ใช่สิ่งที่เราคาดหวังไว้เลย"

โลกรูปมะนาว อุณหภูมิพุ่ง 3,700°F และฝนเพชรในชั้นลึก

เนื่องจากโคจรใกล้พัลซาร์มากเกินไป แรงไทดัลจึงดึงดาวเคราะห์ให้ผิดรูปจนมีลักษณะคล้ายมะนาว อุณหภูมิพื้นผิวด้านกลางคืนอยู่ที่ประมาณ 650°C (1,200°F) ขณะที่ด้านกลางวันพุ่งสูงถึงประมาณ 2,040°C (3,700°F) ในชั้นบรรยากาศมีเมฆคาร์บอนคล้ายเขม่าลอยอยู่ และในชั้นลึกที่ความดันสูงมาก คาร์บอนอาจตกผลึกกลายเป็นวัสดุคล้ายเพชร

Roger Romani จากมหาวิทยาลัย Stanford อธิบายว่า "เมื่อดาวบริวารเย็นตัวลง คาร์บอนและออกซิเจนในชั้นในเริ่มตกผลึก คาร์บอนบริสุทธิ์ลอยขึ้นมาด้านบนและผสมกับฮีเลียม — นั่นคือสิ่งที่เราสังเกตเห็น แต่ทำไมออกซิเจนและไนโตรเจนถึงหายไปนั้นยังเป็นปริศนา"

JWST ยังพบว่าบรรยากาศมีการเคลื่อนที่ผิดปกติ แม้ดาวเคราะห์จะถูกล็อกให้หันด้านเดิมเข้าหาพัลซาร์ตลอดเวลา (tidal locking) แต่บรรยากาศกลับพัดในทิศตะวันตกซึ่งตรงข้ามกับทิศทางการหมุน นอกจากนี้รังสีแกมมาจากพัลซาร์ยังให้ความร้อนแก่บรรยากาศจนอุณหภูมิสมดุลอยู่ที่ประมาณ 1,900 เคลวิน สูงกว่าที่ควรจะเป็นหากได้รับแสงปกติเพียงอย่างเดียวซึ่งจะอยู่ที่ราว 1,300 เคลวิน

ทำไม JWST ถึงเป็นเครื่องมือเดียวที่ทำได้

JWST เชี่ยวชาญการสังเกตการณ์ในช่วงคลื่นอินฟราเรด ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบสำคัญในกรณีนี้ เนื่องจากพัลซาร์ปล่อยรังสีแกมมาและอนุภาคพลังงานสูงเป็นหลัก ไม่ใช่แสงอินฟราเรด JWST จึงสามารถจับสเปกตรัมของดาวเคราะห์ได้โดยไม่ถูกรบกวนจากแสงของดาวแม่

ทีมวิจัยใช้อุปกรณ์ NIRSpec/PRISM ของ JWST สังเกตการณ์ในช่วงคลื่น 0.6–5.3 ไมโครเมตร เมื่อวันที่ 8 พฤศจิกายน 2024 ครอบคลุมวงโคจรทั้งหมด 7.8 ชั่วโมงในการสังเกตการณ์ครั้งเดียว ทำให้ได้สเปกตรัมทั้งด้านกลางคืน กลางวัน และตำแหน่งระหว่างกลาง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่สามารถวิเคราะห์การหมุนเวียนของบรรยากาศในระดับดาวเคราะห์ได้โดยตรง

ระบบ "แมงมุม" ที่ทฤษฎีเดิมอธิบายไม่ได้

PSR J2322-2650b จัดอยู่ในประเภทระบบ "Black Widow" ซึ่งพัลซาร์ค่อยๆ กัดกร่อนดาวบริวารด้วยรังสีและอนุภาคพลังงานสูง อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมวลของดาวบริวารต่ำกว่า 13 เท่าของดาวพฤหัสบดี จึงถูกจัดประเภทอย่างเป็นทางการว่าเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

Zhang ตั้งคำถามถึงกระบวนการก่อตัวว่า "มันก่อตัวแบบดาวเคราะห์ปกติหรือเปล่า? ไม่ใช่ เพราะองค์ประกอบต่างกันโดยสิ้นเชิง มันเกิดจากการที่พัลซาร์ลอกชั้นนอกของดาวฤกษ์ออกหรือเปล่า? ก็ไม่น่าใช่ เพราะฟิสิกส์นิวเคลียร์ไม่สามารถสร้างคาร์บอนบริสุทธิ์ได้ในลักษณะนี้"

สำหรับผู้ที่ติดตามวิทยาศาสตร์ดาราศาสตร์ การค้นพบนี้ถือเป็นหนึ่งในผลลัพธ์ที่น่าตื่นเต้นที่สุดของ JWST นับตั้งแต่เริ่มปฏิบัติการ และเป็นสัญญาณว่าจักรวาลยังซ่อนวัตถุท้องฟ้าที่ทฤษฎีปัจจุบันยังไม่สามารถอธิบายได้อีกมาก คำถามที่ยังรอคำตอบ ได้แก่ กลไกการรักษาบรรยากาศคาร์บอนภายใต้การโจมตีของรังสีพัลซาร์อย่างต่อเนื่อง และเหตุใดออกซิเจนกับไนโตรเจนจึงหายไปจากบรรยากาศ การสังเกตการณ์เพิ่มเติมในอนาคตจะเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาเหล่านี้

แหล่งที่มา

• Neowin — NASA spotted "heck" of a new planet unlike any other defying all explanations
• ScienceAlert — Ludicrous Lemon-Shaped World Is Like Nothing We've Ever Seen
• arXiv (Zhang et al. 2509.04558) — A carbon-rich atmosphere on a windy pulsar planet