สัญญาณของดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่สุดในระบบไตรดารา
นักดาราศาสตร์ได้พบหลักฐานสิ่งที่อาจเป็นดาวเคราะห์ที่มีมวลเพียงครึ่งเดียวของดวงจันทร์โลก รอบพัลซาร์แห่งหนึ่ง นี่อาจจะทำให้มันเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่มีมวลต่ำที่สุดเท่าที่เคยพบนอกระบบสุริยะ พัลซาร์และวัตถุที่โคจรรอบๆ มันก็มีความพิเศษสุดขั้วอยู่แล้ว ดังนั้น ดาวเคราะห์ใดๆ ที่อาจมีจะต้องพานพบเส้นทางเพื่ออยู่รอดแบบสุดขั้วด้วยเช่นกัน
เรารู้จักพัลซาร์(pulsars) หลายพันแห่ง ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเร็วมากจนเปล่งคลื่นวิทยุออกมาเป็นจังหวะ(pulses) ในปี 1992 ระบบดาวเคราะห์แห่งแรกสุดเองก็ถูกพบรอบพัลซาร์ PSR B1257+12 ต้องขอบคุณการตรวจสอบเวลาที่มาถึง แต่โดยรวมแล้ว พัลซาร์ PSR J0337+1715 แห่งนี้นั้นมีอัตลักษณ์ ทำให้มันเป็นพื้นที่หลักที่ใช้ทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์
ในปี 2014 ได้พบว่าตัวดาวนิวตรอนเองก็ค่อนข้างปกติ แต่มันอยู่ในวงโคจรระยะประชิด(พอๆ กับระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์) กับดาวแคระขาวอีก 2 ดวงเป็นปัญหาสามวัตถุ(3 body problem) ในแบบดาวที่ตายแล้ว
รูปแบบการเรียงตัวภายในระบบ PSR J0337+1715 ภาพปก ภาพจากศิลปินแสดงระบบไตรดาราที่เป็นอัตลักษณ์ PSR J0337+1715 มีดาวแคระขาวที่ร้อนอยู่ที่พื้นหน้าโคจรในระยะประชิดรอบพัลซาร์ที่เปล่งคลื่นวิทยุหลายร้อยรอบต่อวินาที โดยมีแคระขาวอีกดวงที่เย็นกว่า อยู่ในวงโคจรไกลออกไปรอบคู่นี้
อย่างไรก็ตาม dr. Guillaume Voisin จาก CNRS ก็สงสัยมานานแล้วว่าจะมีวัตถุที่สี่ในระบบนี้ เป็นดาวเคราะห์ดวงจิ๋วดวงหนึ่งซึ่งกำลังส่งผลต่อจังหวะของ J0337+1715 ขณะนี้ Voisin และผู้เขียนร่วมบอกว่าพวกเขามีหลักฐานแสดงการมีอยู่ของมันเพิ่มเติมอีก โดยประเมินมวลไว้ที่ราวครึ่งหนึ่งของดวงจันทร์ของโลก
แม้ว่าสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์จะประสบความสำเร็จอย่างยืนยง แต่หนึ่งในกฎที่ไอน์สไตน์พึ่งพาถูกพบหลายร้อยปีก่อนหน้านั้นโดยกาลิเลโอ และบอกว่าวัตถุในสภาพสูญญากาศจะตกด้วยอัตราที่เท่าๆ กันไม่ว่ามวลจะแตกต่างกันเท่าใด(หลักแห่งความสมมูล; the equivalence principle) และการเคลื่อนที่ของ J0337+1715 ก็สามารถตรวจสอบได้อย่างแม่นยำมาก เนื่องจากพวกมันส่งผลต่อช่วงเวลาที่เราได้รับจังหวะวิทยุ พัลซาร์อยู่ในวงโคจรประชิดนาน 1.6 วันกับแคระขาวดวงหนึ่ง และทั้งสองก็มีแคระขาวอีกดวงโคจรรอบทุกๆ 327 วัน
ปฏิสัมพันธ์ของพวกมันช่วยให้เราได้ตรวจสอบว่าพัลซาร์และดาวแคระขาววงใน ตอบสนองกับแรงโน้มถ่วงของดาวแคระขาววงนอกแตกต่างกันตามอย่างที่
ไอน์สไตน์และกาลิเลโอได้ทำนายไว้หรือไม่ หรือมวลที่แตกต่างกันทำให้มีความเร่งที่ต่างกัน มันช่วยบอกว่า PSR J0337+1715 เป็นพัลซาร์เสี้ยววินาที(millisecond pulsar) โดยสัญญาณของมันเดินทางมาถึงโลก 366 ครั้งต่อวินาที
การทดสอบหลักแห่งความสมมูลในระบบไตรดารา PSR J0337+1715
โดยรวมแล้ว สัมพัทธภาพทั่วไปก็ยังชนะ นักฟิสิกส์สรุปว่าความเร่งที่ต่างกันมีไม่เกิน 2 ส่วนในล้านส่วน ระบบไตรดาราแห่งอื่นที่มีพัลซาร์อยู่ไกลกว่ามาก จึงไม่สามารถทดสอบได้ด้วยความแม่นยำในระดับเดียวกัน การสำรวจในรายละเอียดเพื่อการทดสอบทฤษฎีนี้ยังให้ข้อมูลจำนวนมากที่สามารถใช้เพื่อวิเคราะห์ในแบบอื่น
ในปี 2020 Voisin และเพื่อนร่วมงานเสนอรูปแบบที่ปรากฏในข้อมูลซึ่งอาจเกิดจากวัตถุที่มีมวลเบามากดวงหนึ่งในวงโคจรราว 3000 วัน อย่างไรก็ตาม พวกเขายังคิดว่าสิ่งที่ได้เห็นในข้อมูลอาจเป็นสัญญาณรบกวนจากกลไกการเปล่งคลื่นของพัลซาร์เอง
แต่จากข้อมูลเพิ่มอีก 4 ปี ทีมได้รายงานว่าสัญญาณนั่นใหญ่เป็นสองเท่าของที่คาดไว้จากความคลาดเคลื่อน พวกเขาคิดว่าสามารถกำจัดสัญญาณรบกวนได้ชนิดหนึ่ง ส่วนอีกชนิดซึ่งอาจเกิดจากการเปลี่ยนแปลงภายในดาวนิวตรอนเองก็อาจยังเป็นไปได้อยู่ อย่างไรก็ตาม ก็ยังมากกว่าที่ได้เห็นในพัลซาร์แห่งอื่นพอสมควร ซึ่งทำให้คำอธิบายวัตถุมวลต่ำมีความเป็นไปได้มากที่สุด แม้ว่าผู้เขียนจะบอกว่ายังต้องสำรวจเพิ่มเติมเพื่อตอบคำถามนี้
ดาวเคราะห์ดวงแรกที่พบนอกระบบสุริยะเองก็โคจรรอบพัลซาร์แห่งหนึ่ง ซึ่งก็ต้องขอบคุณผลจากแรงโน้มถ่วงของพวกมันต่อสัญญาณของพัลซาร์ อย่างไรก็ตาม ไม่ใช่เรื่องง่ายที่ดาวเคราะห์จะอยู่รอดจากซุปเปอร์โนวาที่ให้กำเนิดพัลซาร์ โดยไม่ถูกเป่าหายไปในอวกาศห้วงลึก มีระบบพัลซาร์เพียง 5 แห่งที่พบว่ามีดาวเคราะห์ แต่ไม่มีระบบใดที่เป็นพัลซาร์เสี้ยววินาทีเลย
ลำดับเหตุการณ์ความเป็นมาของ PSR J0337+1715 ที่นำเสนอไว้(MS -main sequence star; WD-white dwarf star; CE-common envelope; NS-neutron star)
สำหรับดาวเคราะห์ที่จะรอดจากหายนะในขณะที่ก็ต้องหลบหลีกความซับซ้อนภายในระบบเองซึ่งครั้งหนึ่งเคยมีดวงอาทิตย์สามดวง ทั้งหมดจะต้องผ่านสถานการณ์ขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง อย่างไรก็ตาม มันอาจจะก่อตัวขึ้นไม่นานจากเศษซากที่เกิดจากเหตุการณ์สุดขั้วเหล่านั้น
ถ้ามีดาวเคราะห์อยู่จริง นักวิจัยคำนวณมวลของมันได้ที่ 0.4% มวลโลก ซึ่งบอกว่า นี่จะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่เบาที่สุดเท่าที่เคยพบมาในสารบบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะหรือไม่ มันอยู่ในช่องว่างมวลระหว่างพลูโตกับดาวพุธ ซึ่งอาจจะปลุกผีเกี่ยวกับคำนิยามที่ว่า ดาวเคราะห์คืออะไร วงโคจรน่าจะราว 8 ปีและทั้งรีและเอียงจากระนาบวัตถุขนาดใหญ่กว่าในระบบ การศึกษาเผยแพร่ในวารสาร Astronomy and Astrophysics
แหล่งข่าว iflscience.com : system of three dead stars has suspected smallest exoplanet ever found
spaceref.com : have we discovered the smallest extra-solar planet?
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
