10 พ.ค. 2024 เวลา 07:00 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

TESS พบดาวเคราะห์พเนจรดวงแรกของปฏิบัติการ

ในบรรดาดาวเคราะห์กว่าห้าพันดวงที่ถูกพบในวงโคจรรอบระบบดาวเคราะห์อื่น หนึ่งในนักล่าดาวเคราะห์ก็คือ TESS นักดาราศาสตร์ที่ใช้ TESS คิดว่าพวกเขาได้ทำการค้นพบที่ค่อนข้างน่าประหลาดใจ เมื่อได้พบดาวเคราะห์พเนจรหรือดาวเคราะห์ที่ล่องลอยอย่างเป็นอิสระ(rogue/free-floating planet) ดวงแรกของมัน ดาวเคราะห์ถูกพบโดยวิธีการเลนส์ความโน้มถ่วงแบบจุลภาค(gravitational microlensing) เมื่อดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง รบกวนแสงและเผยตัวตนของมันออกมา
เราคุ้นเคยกับดาวเคราะห์ทั้งแปดในระบบสุริยะของเรา และค่อนข้างคุ้นเคยกับดาวเคราะห์นอกระบบ แต่มีดาวเคราะห์อีกกลุ่มที่เรียกว่า ดาวเคราะห์พเนจร วัตถุปริศนาเหล่านี้เดินทางในอวกาศโดยไม่ได้ยึดเกาะกับดาวฤกษ์ใดๆ เลย กำเนิดของพวกมันเป็นข้อถกเถียงอย่างมาก แต่ทฤษฎีที่เป็นที่ยอมรับบอกว่าพวกมันถูกผลักออกจากระบบดาวแม่ในระหว่างการก่อตัว หรือบางทีอาจจะถูกผลักในเวลาต่อมาอันเนื่องจากปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง
แบบจำลองเสมือนจริงได้บอกว่าดาวเคราะห์พเนจรเหล่านี้น่าจะพบได้มากใน
กาแลคซี แต่จนกระทั่งบัดนี้ก็พบไม่ได้มากอย่างที่ทำนายไว้ ทฤษฎีการผลักดาวเคราะห์ออกจากระบบดาวแม่อาจจะไม่ใช่ต้นเหตุทั้งหมด
ขณะนี้ คิดว่ามีกลไกการก่อตัวอื่นๆ ที่ทำให้เกิดดาวเคราะห์พเนจรในมวลที่แตกต่างออกไป วัตถุเหล่านั้นที่มีมวลสูงอาจจะก่อตัวขึ้นอย่างโดดเดี่ยวจากก๊าซที่ยุบตัวลงในขณะที่วัตถุที่มีมวลต่ำ(พอๆ กับโลก) น่าจะถูกผลักออกจากระบบ รายงานที่เผยแพร่ในปี 2023 กระทั่งบอกว่าดาวเคราะห์พเนจรเหล่านั้นน่าจะมีมากกว่าดาวเคราะห์ที่อยู่ในระบบดาวเคราะห์
I
การตรวจพบวัตถุพเนจรเช่นนี้ท่ามกลางหมู่ดาว เป็นเรื่องที่ท้าทายมากกว่าที่คุณคิด การเปล่งแสง(หรือสะท้อนแสง) ที่มีจำกัดทำให้แทบจะสำรวจพวกมันไม่ได้เลย แต่เมื่อผ่านเลนส์แบบจุลภาค ดาวเคราะห์พเนจรดวงหนึ่งเดินทางผ่านหน้าดาวฤกษ์ แรงโน้มถ่วงของมันจะรวมแสงจากดาวฤกษ์ที่ห่างไกลเป็นผลให้ความสว่างเปลี่ยนแปลงเป็นเวลาสั้นๆ เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนไปตามแนวสายตา จนถึงตอนนี้ พบดาวเคราะห์พเนจรเพียง 3 ดวงจากโลกด้วยเทคนิคนี้
วัตถุคู่มวลพอๆ กับดาวพฤหัสฯ (Jupiter-mass Binary Objects; JuMBOs) จำนวนมากที่พบในเนบิวลานายพราน(Orion Nebula)
ทีมนักดาราศาสตร์ได้ใช้ TESS เพื่อสำรวจหาเหตุการณ์เลนส์แบบจุลภาคลักษณะนี้ TESS ซึ่งออกสู่อวกาศในปี 2018 และยังทำงานในวงโคจร สำรวจท้องฟ้าพื้นที่ใหญ่เพื่อจับตาดูความสว่างของดาวหลายหมื่นดวง การตรวจจับแสงที่เปลี่ยนแปลงไปอาจจะเผยให้เห็นการผ่านหน้าของดาวเคราะห์พเนจร เมื่อมันเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ไปอย่างเงียบเชียบ นี่ไม่ใช่การตามล่าง่ายๆ อย่างล่าดาวเคราะห์น้อยในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์นอกระบบที่ยึดเกาะกับดาวฤกษ์แม่ และแม้แต่การลุกจ้าของดาวฤกษ์ ก็อาจให้สัญญาณลวงได้
แต่ต้องขอบคุณทีมที่นำโดย Michelle Kunimoto จากเอ็มไอที และ William DeRocco จากมหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ที่มีอัลกอริทึมช่วยจำแนกเป้าหมายที่อาจเป็นไปได้ ทีมเผยแพร่การค้นพบบนเวบก่อนตีพิมพ์ arXiv และยังไม่ผ่าน
พิชญพิจารณ์ รายงานเหตุการณ์เลนส์จากว่าที่ดาวเคราะห์พเนจรดวงหนึ่ง กับดาวฤกษ์ TIC-107150013 ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์อย่างมาก(รัศมีเกือบ 13 เท่าดวงอาทิตย์) อยู่ห่างออกไปราว 10400 ปีแสง
เลนส์ความโน้มถ่วงแบบจุลภาค
เหตุการณ์เลนส์เกิดขึ้นนาน 107 นาที และมีกราฟแสงที่มีรายละเอียดตามที่คาดไว้จากดาวเคราะห์พเนจร ถ้าวัตถุนี้อยู่ภายในระยะทาง 8500 ปีแสงจากโลก มันจะมีมวลไม่ถึง 10 เท่ามวลโลก แต่ถ้าอยู่ในระยะทาง 3200 ปีแสงจากโลก วัตถุก็น่าจะมีมวลพอๆ กับโลกของเรา นี่จึงเป็นการค้นพบดาวเคราะห์พเนจรดวงแรกโดย TESS เป็นก้าวสำคัญในเส้นทางเพื่อเริ่มเผยปริศนาล้อมรอบพิภพต่างด้าวเหล่านี้ ทีมคาดว่าจะสามารถสำรวจเลนส์ลักษณะดังกล่าวได้กว่าร้อยเหตุการณ์
แหล่งข่าว phys.org : TESS finds its first rogue planet
iflscience.com : starless rogue planet as heavy as 10 Earths found by NASA telescope
โฆษณา