ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์รอบดาวฤกษ์ดวงจิ๋ว TOI-6894
TOI-6894 ก็เป็นดาวฤกษ์เหมือนดาวมากมายในกาแลคซีของเรา มันเป็นดาวฤกษ์ชนิดแคระแดงขนาดเล็ก และมีมวลเพียง 20% ของดวงอาทิตย์ และก็เหมือนกับดาวขนาดเล็กเหล่านี้ ที่ไม่คาดว่าจะมีสภาวะที่เหมาะสมต่อการก่อตัวและเป็นบ้านของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่
อย่างไรก็ตาม ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้พบสัญญาณที่ไม่ผิดพลาดจากดาวเคราะห์ขนาดยักษ์ TOI-6894b โคจรรอบดาวจิ๋วดวงนี้ การค้นพบเผยแพร่ใน Nature Astronomy ระบบแห่งนี้ถูกพบในฐานะส่วนหนึ่งจากข้อมูลการสำรวจของTESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) ซึ่งมองหาดาวเคราะห์ยักษ์รอบดาวฤกษ์มวลต่ำ ทีมซึ่งนำโดย ดร Edward Bryant จากมหาวิทยาลัยวอร์วิค และห้องทดลองวิทยาศาสตร์อวกาศมูลลาร์ด ยูนิเวอร์ซิตี้คอลเลจ ลอนดอน(UCL)
ผมตื่นเต้นมากๆ กับการค้นพบนี้ เดิมผมสำรวจข้อมูล TESS จากการสำรวจดาวแคระแดงมวลต่ำ 91000 ดวงเพื่อมองหาดาวเคราะห์ยักษ์ Bryant กล่าว จากนั้น ด้วยการใช้การสำรวจจากหนึ่งในกล้องขนาดใหญ่ที่สุดบนโลกคือ กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) ผมก็พบ TOI-6894b ดาวเคราะห์ยักษ์ที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์มวลต่ำที่สุดเท่าที่เคยพบว่ามีดาวเคราะห์อยู่ เราไม่เคยคาดว่าดาวเคราะห์อย่าง TOI-6894b จะสามารถก่อตัวรอบดาวที่มีมวลต่ำอย่างนี้เลย การค้นพบนี้จะกลายเป็นหินปูสู่ความเข้าใจสภาพสุดขั้วของการก่อตัวดาวเคราะห์ยักษ์ได้
อินโฟกราฟฟิค image credit: newsable.asianetnews.com
TOI-6894b เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ความหนาแน่นต่ำซึ่งบอกว่าชั้นบรรยากาศของมันเบาและฟุ้ง โดยมีรัศมีใหญ่กว่าดาวเสาร์เล็กน้อย แต่ก็มีมวลเพียงราวครึ่งหนึ่งของดาวเสาร์เท่านั้น การผ่านหน้าที่ลึก ทำให้แสงดาวฤกษ์หรี่ลงถึง 17% จากที่ดาวฤกษ์แม่มีเส้นผ่าศูนย์กลางราว 3.2 แสนกิโลเมตร ดาวเคราะห์น่าจะมีความกว้างราว 1.2 แสนกิโลเมตร ดาวฤกษ์แม่ TOI-6894 จึงเป็นดาวฤกษ์มวลต่ำที่สุดที่เคยพบดาวเคราะห์ยักษ์ผ่านหน้า และมีขนาดเพียง 60% ของดาวฤกษ์ดวงเล็กที่สุดลำดับถัดไปที่เคยพบดาวเคราะห์รอบ
ดร Daniel Bayliss รองศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยวอร์วิค กล่าวว่า ดาวเกือบทั้งหมดในกาแลคซีของเราจริงๆ แล้วเป็นดาวขนาดเล็กที่เหมือนกับดวงนี้ทุกประการ โดยมีมวลที่ต่ำและเคยคิดว่าไม่น่าจะมีดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ได้ ดังนั้น ความจริงที่ว่าดาวฤกษ์นี้มีดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์อยู่จึงมีนัยสำคัญอย่างมากต่อจำนวนรวมของดาวเคราะห์ยักษ์ที่เราประเมินว่าจะมีในกาแลคซีของเรา
ดร Vincent van Eylen จากห้องทดลองวิทยาศาสตร์อวกาศมูลลาร์ด กล่าวว่า เป็นการค้นพบที่น่าสนใจ เราไม่เคยเข้าใจว่าดาวฤกษ์?มีมวลต่ำอย่างนี้จะสามารถก่อตัวดาวเคราะห์ดวงใหญ่อย่างนี้ได้อย่างไร นี่เป็นหนึ่งในเป้าหมายการสำรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบ ด้วยการค้นหาระบบดาวเคราะห์ที่แตกต่างจากระบบสุริยะของเรา เราจะสามารถทดสอบแบบจำลองและเข้าใจได้ดีขึ้นว่าระบบของเราก่อตัวได้อย่างไร
สมมุติฐานการก่อตัวของดาวเคราะห์แบบสะสมแกนกลาง และความไร้เสถียรภาพในดิสก์ แบบแรกเป็นการก่อตัวแบบเล็กไปใหญ่ ส่วนอย่างหลังเป็นการก่อตัวแบบแตกเป็นชิ้นจากใหญ่ไปเล็ก
ทฤษฎีการก่อตัวดาวเคราะห์ที่เป็นที่ยอมรับอย่างกว้างขวางที่สุดก็คือ ทฤษฎีสะสมแกนกลาง(core accretion theory) แกนกลางดาวเคราะห์จะก่อตัวขึ้นก่อนผ่านการสะสมมวล(accretion) และเมื่อแกนมีขนาดใหญ่ขึ้น ต่อมามันก็จะเริ่มดึงดูดก๊าซเพื่อก่อตัวชั้นบรรยากาศ จากนั้นเมื่อมีมวลสูงพอก็จะเข้าสู่กระบวนการสะสมมวลแบบกู่ไม่กลับกลายเป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์
ในทฤษฎีนี้ การก่อตัวก๊าซยักษ์ยากยิ่งขึ้นรอบดาวมวลต่ำเนื่องจากปริมาณก๊าซฝุ่นในดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์(protoplanetary disk) รอบดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นวัตถุดิบในการก่อตัวดาวเคราะห์มีอย่างจำกัดเกินกว่าจะสร้างแกนได้ใหญ่พอและมีกระบวนการแบบกู่ไม่กลับเกิดขึ้น แต่การมีอยู่ของ TOI-6894b ก็บอกว่าแบบจำลองนี้ไม่เที่ยงตรงอย่างสมบูรณ์แบบและต้องใช้ทฤษฎีอื่นมาอธิบาย
จากมวลของ TOI-6894b มันน่าจะก่อตัวผ่านกระบวนการสะสมมวลแกนกลางแบบปานกลาง ซึ่งดาวเคราะห์ทารกก่อตัวขึ้นมาและสะสมก๊าซโดยที่แกนกลางไม่ต้องมีมวลมากพอที่จะเกิดกระบวนการแบบกู่ไม่กลับ Bryant กล่าวเสริม หรืออีกทางก็คือ มันอาจจะก่อตัวเนื่องจากความไร้เสถียรภาพแรงโน้มถ่วงในดิสก์ ในบางกรณี ดิสก์รอบดาวฤกษ์จะเริ่มไม่เสถียรเนื่องจากแรงโน้มถ่วงภายในเอง ดิสก์เหล่านี้ก็จะแตกออกเป็นชิ้น และก๊าซและฝุ่นก็ยุบตัวลงก่อตัวเป็นดาวเคราะห์
แต่ทีมพบว่าไม่มีทฤษฎีใดเลยที่สามารถอธิบายการก่อตัวของ TOI-6894b ได้อย่างสมบูรณ์จากข้อมูลที่มี ซึ่งก็ทิ้งคำถามเกี่ยวกับการกำเนิดของดาวเคราะห์ยักษ์นี้ไว้ต่อไป ซึ่งหนทางหนึ่งที่จะเปิดช่องสู่ปริศนาการก่อตัวของ TOI-6894b ก็คือการวิเคราะห์ชั้นบรรยากาศของมันในรายละเอียด ด้วยการตรวจสอบการกระจายตัวของวัสดุสารภายในดาวเคราะห์ นักดาราศาสตร์ก็ตรวจสอบขนาดและโครงสร้างแกนกลางดาวเคราะห์ ซึ่งบอกเราได้ว่า TOI-6894b ก่อตัวขึ้นผ่านกระบวนการใดกันแน่
ไม่ว่าอย่างไร ระบบประหลาดที่ “เป็นไปไม่ได้” เหล่านี้ก็โผล่ขึ้นมาเรื่อยๆ ซึ่งบอกว่าไม่เพียงแต่ดาวเคราะห์ยักษ์สามารถก่อตัวรอบดาวฤกษ์ดวงจิ๋วได้ แต่กระบวนการที่เกิดขึ้นก็ไม่ใช่ข้อยกเว้นแต่อย่างไร เราแค่ไม่ทราบว่ากระบวนการนี้เกิดขึ้นทั่วไปแค่ไหนเท่านั้น
นี่ไม่ใช่สิ่งที่น่าสนใจอย่างเดียวที่ได้จากการศึกษาชั้นบรรยากาศของ TOI-6894b มันยังเย็นอย่างไม่ปกติสำหรับการเป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ ก๊าซยักษ์เกือบทั้งหมดที่พบโดยนักล่าดาวเคราะห์นอกระบบจะเป็นพฤหัสร้อน(hot Jupiters) ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ขนาดใหญ่ที่มีอุณหภูมิระดับขั้นพันเคลวิน เมื่อเทียบแล้ว TOI-6894b อยู่ที่เกือบ 150 องศาเซลเซียส อุณหภูมิที่เย็นพร้อมกับรายละเอียดอื่นๆ เช่น การผ่านหน้าที่ลึก ทำให้มันเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ที่นักดาราศาสตร์อยากจะจำแนกสภาพชั้นบรรยากาศเย็น
ศ Armaury Triaud จากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม ผู้เขียนร่วม และสมาชิกกลุ่มความร่วมมือ SPECULOOS กล่าวว่า อ้างอิงจากการสะท้อนความร้อนจาก TOI-6894b เราคาดว่าชั้นบรรยากาศของมันอุดมไปด้วยปฏิกิริยาเคมีของมีเธน ซึ่งจำแนกได้ยากมากๆ อุณหภูมิต่ำมากพอที่การสำรวจชั้นบรรยากาศน่าจะปรากฏอัมโมเนียให้เห็น ซึ่งก็จะเป็นครั้งแรกที่พบในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบ
กราฟแสงของ TOI-6849b แสดงการผ่านหน้าที่เว้าลึก
TOI-6894b น่าจะเป็นดาวเคราะห์ขั้นบันไดสู่การศึกษาชั้นบรรยากาศที่อุดมไปด้วยมีเธน และเป็นห้องทดลองที่ดีที่สุดในการศึกษาชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ที่มีคาร์บอน, ไนโตรเจน และออกซิเจนนอกระบบสุริยะของเรา ชั้นบรรยากาศของ TOI-6894b อยู่ในกำหนดการสำรวจของกล้องเวบบ์แล้วภายในอีก 12 เดือนข้างหน้า นี่น่าจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ตรวจสอบว่าทฤษฎีใดที่จะสามารถอธิบายการก่อตัวของดาวเคราะห์ที่คาดไม่ถึงดวงนี้ได้
ดร Andres Jordan ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยอะดอลโฟ อิวาริเอซ ในชิลี กล่าวว่า ระบบแห่งนี้ได้ให้ความท้าทายกับการทำแบบจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์ และมันเป็นเป้าหมายที่น่าสนใจอย่างยิ่งสำหรับการสำรวจติดตามผลเพื่อแจกแจงคุณลักษณะของชั้นบรรยากาศ
การค้นพบนี้เป็นผลจากโครงการที่เกิดอย่างเป็นระบบที่เราทำตลอดหลายปีจากชิลีและอังกฤษ ความพยายามของเราได้ช่วยให้เราได้มีส่วนอย่างมากในความเข้าใจที่ดีขึ้นว่าดาวฤกษ์ขนาดเล็กจะก่อตัวดาวเคราะห์ยักษ์ได้บ่อยแค่ไหน และเราก็ได้ให้เป้าหมายชั้นเยี่ยมยอดในการสำรวจติดตามผลด้วยกล้องในอวกาศ
แหล่งข่าว phys.org : discovery of giant planet orbiting tiny star challenges theories on planet formation
sciencealert.com : a super-tiny star gave birth to a giant planet and we don’t know how
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
