แผนที่ชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบแบบสามมิติ
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่าเป็นไปได้ที่จะทำแผนที่ดาวเคราะห์นอกระบบดวงหนึ่งโดยใช้เทคนิคที่เรียกว่า การทำแผนที่คราสแบบสามมิติ หรือการทำแผนที่คราสด้วยการตรวจสอบสเปคตรัม ด้วยการตรวจสอบการเปล่งคลื่นแสงที่ความยาวคลื่นที่จำเพาะบนดาวเคราะห์นอกระบบดวงยักษ์และร้อนจัดดวงหนึ่ง ทีมก็สามารถค้นหาการแปรผันในชั้นบรรยากาศพิภพที่ห่างไกลดวงนี้ได้
ดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-18b อยู่ห่างจากโลกออกไปราว 400 ปีแสง มันเป็นดาวเคราะห์ชนิดพฤหัสร้อน(hot Jupiter) ด้วยมวลราว 10 เท่าดาวพฤหัสฯ ของเราแต่โคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่ของมันอย่างมาก จนโคจรครบรอบในเวลาเพียง 23 ชั่วโมงเท่านั้น ความใกล้ชิดนี้ทำให้ดาวเคราะห์ถูกยึดจับ(tidal lock) ดังนั้น พิภพก๊าซยักษ์ดวงนี้จึงกำลังหันเพียงด้านเดียวด้านเดิมเข้าหาดาวฤกษ์ของมันจึงมีอุณหภูมิถึง 2760 องศาเซลเซียส การสำรวจจากกล้องเวบบ์ยังเผยให้เห็นถึงการมีอยู่ของไอน้ำด้วย
การศึกษาใหม่ได้ทำแผนที่ชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-18b ในภาพเปรียบเทียบขนาดกับดาวพฤหัสฯ ภาพปก ตรวจพบว่าดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-18b มีระดับคาร์บอนมอนอกไซด์ที่สูงในชั้นสตราโตสเฟียร์(stratosphere)
การสำรวจดาวเคราะห์นี้ก่อนหน้านี้โดยทีมเดียวกันในปี 2023 ช่วยให้สร้างแผนที่สองมิติได้ โดยตรวจสอบพิภพนี้ในช่วงความยาวคลื่นหรือ “สี” เดียว แต่งานใหม่ได้กลับไปวิเคราะห์การสำรวจเดิมจากสเปคโตรกราฟ NIRISS(Near-Infrared Imager and Slitless Spectrograph) ซึ่งแยกแสงออกเป็นความยาวคลื่น “สี” มากมาย แต่ละสีก็เป็นร่องรอยของโมเลกุล, อุณหภูมิ, ความสูงที่แตกต่างกันไป หรือเป็นทั้งสามอย่างรวมกัน
ด้วยการดูดาวเคราะห์ก่อนและหลังจากที่มันซ่อนอยู่หลังดาวฤกษ์แม่ ทีมก็สามารถตามรอยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิตลอดละติจูด, ลองจิจูด และระดับความสูง ทำแผนที่เขตอุณหภูมิที่แตกต่างในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ได้
คุณกำลังมองหาการเปลี่ยนแปลงในส่วนเพียงน้อยนิดบนดาวเคราะห์เมื่อพวกมันหายไปและโผล่ออกมาให้เห็นอีกครั้ง ดังนั้นนี่จึงเป็นเรื่องที่ท้าทายอย่างเหลือแสน Ryan Challener ผู้เขียนนำ นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยคอร์เนล กล่าวในแถลงการณ์ ถ้าคุณทำแผนที่ที่ความยาวคลื่นเดียวที่น้ำดูดคลื่นไว้ คุณจะได้เห็นส่วนของน้ำในชั้นบรรยากาศ ในขณะที่ความยาวคลื่นเดียวที่น้ำไม่ดูดกลืนก็อาจจะตรวจสอบได้ลึกกว่า ถ้าเอาทุกอย่างรวมไว้ด้วยกัน ก็จะได้แผนที่อุณหภูมิชั้นบรรยากาศในแบบสามมิติ
เนื่องจากดาวเคราะห์อยู่ในไทดัลล๊อค จึงมีจุดร้อนแห่งหนึ่งที่สว่างในชั้นบรรยากาศที่จะร้อนกว่าส่วนอื่นๆ อย่างมาก ทีมพบว่าเป็นเช่นนั้นจริง และพื้นที่นี้ก็ล้อมรอบด้วยวงแหวนที่เย็นกว่าที่ขอบบนด้านกลางวัน ซึ่งบอกว่าลมบนดาวเคราะห์นี้ไม่สามารถกระจายความร้อนออกไปทั่วชั้นบรรยากาศได้
ที่สำคัญก็คือ ที่จุดร้อนยังมีไอน้ำน้อยกว่าเมื่อเทียบกับชั้นบรรยากาศส่วนที่เหลือของ WASP-18b เราคิดว่านี่เป็นหลักฐานว่าในพื้นที่แห่งนี้บนดาวเคราะห์ ร้อนจัดมากจนมันกำลังเริ่มต้นทำลายโมเลกุลน้ำ Challener กล่าวเสริม ซึ่งทฤษฎีก็ได้ทำนายไว้ แต่มันน่าตื่นเต้นที่ได้เห็นสิ่งนี้เกิดขึ้นจากการสำรวจจริง
การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบโดยตรงนั้นเป็นเรื่องที่ยากอย่างสุดขั้ว พิภพนี้มีขนาดใหญ่และอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แม่ของมันอย่างมาก และมันสว่างไม่ถึง 1% ความสว่างของดาวฤกษ์ ความสำเร็จจากงานวิจัยนี้จะเกิดขึ้นกับดาวเคราะห์อื่นได้ด้วย แต่ไม่ใช่เรื่องง่ายๆ ที่จะได้แผนที่สามมิติที่มีความละเอียด จึงเป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นที่สามารถมองเห็นดาวเคราะห์นอกระบบในแบบสามมิติ
การตรวจสอบปริมาณแสงจากการผ่านหน้า(transit) และเกิดคราส(eclipse) ของระบบดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์อื่น ช่วยให้ทราบธรรมชาติของดาวเคราะห์นอกระบบได้หลายอย่าง
ดาวเคราะห์เกือบทั้งหมดอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แม่ที่สว่างของพวกมันอย่างมากจนเราไม่สามารถถ่ายภาพพวกมันได้เหมือนกับที่ทำกับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ แต่การทำแผนที่ด้วยการตรวจสอบสเปคตรัมช่วยให้หน้าต่างบานใหม่แก่เราสู่โครงสร้างแบบสามมิติ Anjali Piette ผู้เขียนร่วม จากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม กล่าวในแถลงการณ์
จะมีการสำรวจพฤหัสร้อนด้วยกล้องเวบบ์อีกมากและในไม่ช้า นักวิจัยก็จะสามารถเปรียบเทียบแผนที่สามมิติของพิภพที่แตกต่างกันหลายๆ แห่งได้ การศึกษาเผยแพร่ในวารสาร Nature Astronomy วันที่ 28 ตุลาคม
แหล่งข่าว iflscience.com : first-ever 3D map of planet outside solar system reveals distant world’s hot spot and cool ring
space.com : scientists use James Webb Space Telescope to make 1st 3D map of exoplanet -and it’s so hot, it rips apart water
phys.org : now in 3D, maps begin to bring exoplanets into focus
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
