เมกาเอิร์ธ

**เมกาเอิร์ธ** () หรือ **ดาวเคราะห์หินมวลมาก** () เป็นคำศัพท์ใหม่ที่ถูกเสนอขึ้นเพื่อใช้เรียกดาวเคราะห์นอกระบบชนิดหิน (terrestrial exoplanet) ที่มีมวลอย่างน้อย 10 เท่าของโลก โดยเมกาเอิร์ธจะมีมวลมากกว่าซูเปอร์เอิร์ธ (super-Earth) อย่างมีนัยสำคัญ ซึ่งซูเปอร์เอิร์ธหมายถึงดาวเคราะห์หินหรือดาวเคราะห์มหาสมุทรที่มีมวลประมาณ 5–10 เท่าของโลก คำว่า “เมกาเอิร์ธ” ถูกบัญญัติขึ้นในปี ค.ศ. 2014 เมื่อมีการเปิดเผยว่าดาวเคราะห์เคปเลอร์-10ซี (Kepler-10c) เป็นดาวเคราะห์ที่มีมวลใกล้เคียงกับดาวเนปจูน แต่มีความหนาแน่นสูงกว่าโลกอย่างมาก อย่างไรก็ตาม ภายหลังได้มีการยืนยันว่าดาวเคราะห์ดวงนี้แท้จริงแล้วนั้นเป็นดาวเคราะห์ที่อุดมไปด้วยสารระเหยตามปกติ และมีมวลน้อยกว่าที่เคยประเมินไว้ โดยมีมวลต่ำกว่าครึ่งหนึ่งของค่าดังกล่าว

เมกาเอิร์ธหรือวัตถุที่ใกล้เคียงกันนั้นอาจดำรงอยู่ในฐานะแกนที่หลงเหลือของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์หรือดาวแคระขาวที่ระเหยไปแล้ว และอาจก่อตัวขึ้นรอบดาวฤกษ์มวลมาก รวมถึงรอบหลุมดำมวลยิ่งยวด โดยในกรณีหลังอาจก่อตัวในรูปแบบของ “ดาวเคราะห์แบลเน็ต” (blanet)

## ตัวอย่าง
เคปเลอร์-10 ซี (Kepler-10c) เป็นดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่ถูกจัดจำแนกว่าเป็นเมกาเอิร์ธ ในช่วงเวลาที่มีการค้นพบนั้นเชื่อกันว่ามันมีมวลประมาณ 17 เท่าของโลก และมีรัศมีประมาณ 2.3 เท่าของโลก ซึ่งทำให้มีความหนาแน่นสูงและบ่งชี้ว่าองค์ประกอบหลักเป็นหิน อย่างไรก็ตาม การศึกษาติดตามผลหลายครั้งด้วยวิธีวัดความเร็วแนวรัศมี (radial velocity) ได้ให้ผลลัพธ์เกี่ยวกับมวลของเคปเลอร์-10ซีที่แตกต่างกัน โดยทั้งหมดมีค่าต่ำกว่าค่าประมาณเดิมที่ 17 เท่าของมวลโลกเป็นอย่างมาก ต่อมาในปี ค.ศ. 2017 การวิเคราะห์ที่ละเอียดมากขึ้นโดยใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์และสเปกโตรกราฟหลายตัวได้พบว่าเคปเลอร์-10ซีน่าจะมีมวลประมาณ 7.4 เท่าของโลก ซึ่งทำให้มันถูกจัดให้เป็นดาวมินิเนปจูนที่อุดมไปด้วยสารระเหยตามปกติมากกว่าจะเป็นเมกาเอิร์ธ

เค2-56บี (K2-56b) หรือที่มีชื่อกำกับว่าบีดี+20594บี ( BD+20594b) ถือเป็นตัวเลือกเมกาเอิร์ธที่มีความเป็นไปได้มากกว่า โดยมีมวลประมาณ 16 เท่าของโลก และมีรัศมีประมาณ 2.2 เท่าของโลก ในช่วงเวลาที่มีการค้นพบในปี ค.ศ. 2016 นั้นมันถือว่ามีโอกาสสูงที่สุดที่จะเป็นดาวเคราะห์หินสำหรับดาวเคราะห์ที่มีขนาดเช่นนี้ โดยมีความน่าจะเป็นภายหลัง (posterior probability) ที่จะมีความหนาแน่นเพียงพอในการเป็นดาวเคราะห์หินอยู่ที่ประมาณ 0.43 เพื่อเป็นการเปรียบเทียบ ในช่วงเวลาเดียวกันนั้นความน่าจะเป็นในลักษณะเดียวกันของเคปเลอร์-10ซีได้ถูกคำนวณไว้ที่ 0.1 และสำหรับเคปเลอร์-131บี (Kepler-131b) นั้นอยู่ที่ 0.002

เคปเลอร์-145บี (Kepler-145b) [fr] เป็นหนึ่งในดาวเคราะห์ที่มีมวลมากที่สุดซึ่งถูกจัดอยู่ในประเภทเมกาเอิร์ธ โดยมีมวล 37.1 เท่าของโลก และมีรัศมี 2.65 เท่าของโลก ซึ่งมีขนาดใหญ่ถึงขั้นที่สามารถถูกจัดให้อยู่ในหมวดย่อยของเมกาเอิร์ธที่เรียกว่า “ดาวเคราะห์หินมวลยิ่งยวด” (supermassive terrestrial planet; SMTP) ได้ มีความเป็นไปได้ที่มันอาจจะมีองค์ประกอบคล้ายโลก คือประกอบด้วยหินและเหล็กโดยไม่มีสารระเหย เมกาเอิร์ธที่มีลักษณะคล้ายกันอีกดวงหนึ่งคือเค2-66บี (K2-66b) ซึ่งมีมวลประมาณ 21.3 เท่าของโลก และมีรัศมีประมาณ 2.49 เท่าของโลก โดยโคจรรอบดาวฤกษ์ยักษ์เล็ก (subgiant star) องค์ประกอบของมันดูเหมือนจะมีหินเป็นหลัก มีแกนเหล็กขนาดเล็ก และมีชั้นบรรยากาศไอน้ำที่ค่อนข้างบาง

เคปเลอร์-277บี (Kepler-277b) และเคปเลอร์-277ซี (Kepler-277c) เป็นดาวเคราะห์คู่หนึ่งที่โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงเดียวกัน โดยทั้งสองดวงเชื่อว่าเป็นเมกาเอิร์ธ มีมวลประมาณ 87.4 เท่าของโลก และ 64.2 เท่าของโลก และมีรัศมีประมาณ 2.92 เท่าของโลก และ 3.36 เท่าของโลกตามลำดับ

PSR J1719−1438 b อาจเป็นหนึ่งในเมกาเอิร์ธที่มีมวลมากที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ โดยมีมวลประมาณ 330 เท่าของโลก และมีรัศมีน้อยกว่า 4 เท่าของโลก ซึ่งมีมวลมากกว่าเล็กน้อยแต่มีขนาดเล็กกว่าดาวพฤหัสบดี มันเป็นดาวเคราะห์พัลซาร์ (pulsar planet) ที่มีแนวโน้มว่าประกอบขึ้นจากผลึกคาร์บอนเป็นส่วนใหญ่ แต่มีความหนาแน่นสูงกว่าเพชรอย่างมาก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมันน่าจะเป็นแกนที่หลงเหลือของดาวแคระขาวซึ่งเคยเป็นดาวคู่ของ PSR J1719−1438 จึงได้มีการจัดให้มันเป็นดาวแคระขาวคาร์บอนมวลต่ำยิ่งยวด (ultra-low-mass carbon white dwarf) หรือวัตถุในลักษณะดังกล่าว ตามนิยามบางประการ

## ต้นกำเนิด
การค้นพบเมกาเอิร์ธได้ท้าทายทฤษฎีการก่อตัวของดาวเคราะห์ กลไกการก่อตัวและความชุกชุมของวัตถุประเภทนี้ยังคงเป็นหัวข้อของการวิจัยและการถกเถียงอย่างต่อเนื่อง

### รอบดาวฤกษ์มวลมาก
ผลการศึกษาชิ้นหนึ่งในปี ค.ศ. 2007 ได้เสนอความเป็นไปได้ของดาวเคราะห์หินสมมติที่มีมวลสูงถึงหลายพันเท่าของโลก ซึ่งอาจก่อตัวรอบดาวฤกษ์มวลมาก (ดาวฤกษ์ชนิด B และ ดาวฤกษ์ชนิด O ซึ่งมีมวลประมาณ 5–120 เท่าของมวลดวงอาทิตย์) สมมติฐานนี้เสนอว่าจานกำเนิดดาวเคราะห์ (protoplanetary disk) รอบดาวฤกษ์ดังกล่าวอาจจะมีธาตุหนักเพียงพอ และรังสีอัลตราไวโอเลตที่รุนแรงร่วมกับลมดาวฤกษ์ที่รุนแรงเช่นกันนี้สามารถทำให้ก๊าซในจานระเหยออกไปด้วยแสง (photoevaporation) ได้และเหลือเพียงธาตุหนักเท่านั้น เพื่อเป็นการเปรียบเทียบ ดาวเนปจูนมีมวลเท่ากับ 17 เท่าของโลก ขณะที่ดาวพฤหัสบดีมีมวล 318 เท่าของโลก โดยวัตถุที่มีมวลมากที่สุดในกลุ่มนี้นั้นได้รับการคาดการว่าอาจมีมวลได้สูงถึงประมาณ 4,000 เท่าของโลก (หรือ 13 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี) ตามขีดจำกัดมวลสูงสุดที่ใช้อยู่ในนิยามของดาวเคราะห์นอกระบบของสหพันธ์ดาราศาสตร์สากล (IAU) อย่างไรก็ตาม ขีดจำกัดดังกล่าวยังคงเป็นที่ถกเถียง เนื่องจากไม่มีความหมายทางกายภาพที่ชัดเจน เนื่องด้วยแคตตาล็อกดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากได้รวมวัตถุที่มีมวลสูงกว่านั้นไว้ด้วย เช่น สูงถึง 60 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี

แม้ว่าจะมีการเสนอความเป็นไปได้ของดาวเคราะห์หินมวลมาก แต่ยังคงขาดหลักฐานสนับสนุนจากทฤษฎีการก่อตัวของดาวเคราะห์ และความเป็นไปได้เหล่านี้ยังคงตั้งอยู่บนพื้นฐานของการจำลองความสัมพันธ์ระหว่างมวลกับรัศมีของดาวเคราะห์หินเป็นหลัก โดยไม่ได้ตรวจสอบว่าทฤษฎีการก่อตัวของดาวเคราะห์นั้นได้รองรับการมีอยู่ของวัตถุเช่นนี้หรือไม่ การศึกษาในปี ค.ศ. 2007 เองก็ได้ยอมรับว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลมากเช่นนี้ยังไม่เป็นที่ทราบว่ามีอยู่จริง งานวิจัยที่ใหม่กว่าแสดงให้เห็นว่าอัตราส่วนระหว่างมวลของจานกำเนิดดาวเคราะห์กับมวลของดาวฤกษ์จะลดลงอย่างรวดเร็วสำหรับดาวฤกษ์มวลมากที่มีมวลตั้งต้นมากกว่า 10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ โดยลดลงเหลือน้อยกว่า 10⁻⁴ นอกจากนี้ จนถึงปัจจุบันยังไม่มีการสังเกตพบจานกำเนิดดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ชนิด O เลย

เมื่อพิจารณาปัจจัยเหล่านี้แล้ว การก่อตัวและการมีอยู่ของดาวเคราะห์หินมวลมากรอบดาวฤกษ์มวลมากนั้นยังคงเป็นเพียงข้อสมมติ และจำเป็นต้องมีการวิจัยและหลักฐานเชิงสังเกตเพิ่มเติม

### รอบหลุมดำมวลยิ่งยวด

## ดูเพิ่มเติม

* ซูเปอร์เนปจูน

## อ้างอิง


## อ่านเพิ่มเติม

* Futó, P; Gucsik, A (2018). *[https://www.hou.usra.edu/meetings/lpsc2018/pdf/1453.pdf Basic Mineralogical Models for Silicate- and Carbon-Rich Mega-Earths Considering Compositional and Geophysical Constraints]* (PDF). 49th Lunar and Planetary Science Conference. Retrieved 6 September 2020.

## แหล่งข้อมูลอื่น

* Astronomers Find "Mega-Earth," Most Massive Rocky Planet Yet, โดย MARCUS WOO สำหรับ NATIONAL GEOGRAPHIC, 5 มิถุนายน 2014

* Impossibly heavy planet is the first 'mega-Earth', New Scientist, 2 มิถุนายน 2014, โดย Jacob Aron

* Kepler space telescope spies a ‘Mega-Earth’, Washington Post, 2 มิถุนายน 2014

* Godzilla of Earths': Alien Planet 17 Times Heavier Than Our World Discovered, โดย Miriam Kramer, 2 มิถุนายน 2014

หมวดหมู่:ดาวเคราะห์นอกระบบ