ดาวเคราะห์คู่ที่ไม่ควรอยู่ด้วยกันได้ TOI-1130
ดาวเคราะห์นอกระบบคู่ที่ประหลาดและพบได้ยากมากๆ รอบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่อยู่ไกลออกไป 190 ปีแสง และนักดาราศาสตร์คิดว่าสุดท้ายพวกเขาอาจจะเข้าใจว่าคู่ประหลาดนี้มีความเป็นมาอย่างไรแล้ว
ระบบแห่งนี้ประกอบด้วยดาวเคราะห์ชนิดพฤหัสร้อน(hot Jupiter) ดวงหนึ่ง ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ชนิดที่มักจะพบโดยลำพัง อยู่กับดาวเคราะห์ขนาดย่อมกว่าเนปจูนอีกดวงหนึ่งที่โคจรใกล้ดาวฤกษ์แม่มากกว่า ตั้งแต่ที่ระบบนี้ถูกพบในปี 2020 นักวิทยาศาสตร์ก็อับจนคำอธิบายว่าดาวเคราะห์ทั้งคู่อยู่ในสภาพนี้ด้วยกันได้อย่างไร ขณะนี้นักวิจัยที่เอ็มไอทีได้ใช้กล้องเวบบ์เพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศมินิเนปจูนและพบเงื่อนงำใหม่เกี่ยวกับกำเนิดของระบบนี้แล้ว
การค้นพบใหม่เผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ตรวจสอบชั้นบรรยากาศของมินิเนปจูนที่อยู่ภายในวงโคจรของพฤหัสร้อนได้ การสำรวจเผยว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กกว่ามีชั้นบรรยากาศหนาทึบที่เต็มไปด้วยโมเลกุลหนัก เช่น ไอน้ำ, คาร์บอนไดออกไซด์, กำมะถันไดออกไซด์ และมีเธน
อีกเล็กน้อย นักวิจัยบอกว่าชั้นบรรยากาศชนิดนี้ไม่น่าจะมีอยู่ได้ถ้าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นในตำแหน่งปัจจุบันที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่
แต่ข้อมูลกลับบอกว่า มินิเนปจูนและเพื่อนยักษ์ของมันน่าจะก่อตัวขึ้นไกลออกไปมากในพื้นที่ส่วนนอกที่เย็นกว่าในระบบดาวเคราะห์ของพวกมันเมื่อยังอายุน้อย ที่นั่น ดาวเคราะห์ทั้งคู่น่าจะสั่งสมชั้นบรรยากาศที่หนาทึบที่อุดมไปด้วยน้ำแข็งและสารประกอบที่ระเหยง่าย ก่อนที่จะค่อยๆ ขยับเข้ามาตามเวลา นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวเคราะห์ขยับเข้าใกล้ดาวฤกษ์แม่ด้วยกันในขณะที่ก็ยังรักษาชั้นบรรยากาศของพวกมันให้คงอยู่ได้
Types of Exoplanet
การศึกษายังให้หลักฐานที่หนักแน่นที่สุดว่ามินิเนปจูนอาจจะสามารถขึ้นเลยจาก เส้นเยือกแข็ง(frost line) ของดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นพื้นที่ที่อยู่ห่างไกลจากดาวฤกษ์มากพอที่น้ำจะกลายเป็นน้ำแข็งได้
นี่เป็นครั้งแรกที่เราสำรวจชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่อยู่ภายในวงโคจรของพฤหัสร้อนได้ Saugata Barat นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่สถาบันคัฟลีเพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์และการวิจัยอวกาศ เอ็มไอที และเป็นผู้เขียนนำการศึกษา กล่าว การตรวจสอบนี้บอกเราว่ามินิเนปจูนแท้ที่จริงแล้วก่อตัวขึ้นเลยจากเส้นเยือกแข็งออกไป ให้การยืนยันว่าช่องทางการก่อตัวแบบนี้มีอยู่จริง ทีมวิจัยนานาชาติประกอบด้วยนักดาราศาสตร์จากเอ็มไอที, CfA, มหาวิทยาลัยเซาท์ควีนสแลนด์, มหาวิทยาลัยเทกซัสที่ออสติน และมหาวิทยาลัยลันด์
มินิเนปจูนนั้นมีขนาดเล็กกว่าเนปจูน และประกอบด้วยก๊าซล้อมรอบแกนหิน แม้ว่าพวกมันจะเป็นดาวเคราะห์ชนิดที่พบได้มากที่สุดในทางช้างเผือก แต่ในระบบสุริยะของเรากลับไม่มีดาวเคราะห์ชนิดนี้ มินิเนปจูนเกือบทั้งหมดที่พบอยู่ค่อนข้างปกติ
แต่ในปี 2020 Chelsea X. Huang ซึ่งต่อมาเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่เอ็มไอที ได้จำแนกมินิเนปจูนดวงหนึ่งในระบบที่ประหลาดอย่างมาก มินิเนปจูนนี้ดูเหมือนจะโคจรรอบดาวฤกษ์ไปคู่กับพฤหัสร้อนดวงหนึ่ง ซึ่งเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์ยากจะพบเห็น การค้นพบมาจากการสำรวจของ TESS เมื่อนักวิทยาศาสตร์ศึกษาดาวฤกษ์ TOI-1130 ซึ่งอยู่ไกลออกไป 190 ปีแสง พบสัญญาณดาวเคราะห์สองดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์นี้ทุกๆ 4 และ 8 วัน
ภาพจากศิลปินแสดงระบบ TOI-1130
นี่เป็นระบบที่เป็นหนึ่งเดียวเลย Huang กล่าว พฤหัสร้อนเป็นพวกโดดเดี่ยว ซึ่งหมายความว่าพวกมันจะไม่มีดาวเคราะห์ข้างเคียงภายในวงโคจรของพวกมัน พวกมันยังมีขนาดใหญ่มากและแรงโน้มถ่วงก็แรงมาก อะไรก็ตามที่อยู่ภายในวงโคจรของพวกมันก็แค่กระจัดกระจายออก แต่กับพฤหัสร้อนดวงนี้ ซึ่งมีดาวเคราะห์วงในกว่าอยู่รอดได้ ก็สร้างคำถามว่าระบบลักษณะนี้ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร
ระบบที่ไม่ปกติแห่งนี้ผลักดันให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบดาวเคราะห์ในรายละเอียดที่สูงขึ้นโดยใช้กล้องเวบบ์ โดยเฉพาะกับมินิเนปจูนวงใน(TOI-1130b) แต่การได้เวลาการสำรวจที่เหมาะสมกลับเป็นเรื่องที่ยาก ดาวเคราะห์เกือบทั้งหมดโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ด้วยความแม่นยำราวกับนาฬิกา ทำให้ทำนายการเคลื่อนที่ของพวกมันได้ง่าย
อย่างไรก็ตาม ในกรณีนี้ มินิเนปจูนและพฤหัสร้อนล๊อคอยู่สิ่งที่เรียกว่า กำทอนการเคลื่อนที่เฉลี่ย(mean motion resonance) ปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วงจะปรับเปลี่ยนวงโคจรของแต่ละดวงไปเล็กน้อย เปลี่ยนเวลาการเคลื่อนที่รอบๆ ดาวแม่
เพื่อแก้ปัญหานี้ นักวิจัยที่นำโดย Judith Korth จากมหาวิทยาลัยลุนด์ ได้รวมกับสำรวจก่อนหน้านี้กับระบบนี้ และสร้างแบบจำลองเพื่อทำนายว่าดาวเคราะห์น่าจะผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่จากมุมมองของเวบบ์ เมื่อใด นี่เป็นการทำนายที่ท้าทายและเราต้องจับตาดู Barat กล่าว แล้วความพยายามก็เป็นผล ช่วยให้ทีมได้ตรวจสอบดาวเคราะห์ทั้งสองในรายละเอียดได้
ความงดงามของเวบบ์ก็คือมันไม่ได้สำรวจในช่วงสีเดียว แต่ด้วยสีหรือความยาวคลื่นที่แตกต่างกัน Barat อธิบาย และที่ความยาวคลื่นที่จำเพาะที่ดาวเคราะห์ได้ดูดกลืน ก็บอกเราเกี่ยวกับองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศของมันได้มาก กล้องเวบบ์พบสัญญาณของน้ำ, คาร์บอนไดออกไซด์, กำมะถันไดออกไซด์ และมีเธนอีกเล็กน้อยในชั้นบรรยากาศมินิเนปจูน โมเลกุลหนักเหล่านี้เป็นข้อพิสูจน์ เนื่องจากดาวเคราะห์ที่ก่อตัวขึ้นใกล้กับดาวฤกษ์แม่มักจะมีชั้นบรรยากาศที่เบากว่าซึ่งอุดมไปด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม
การค้นพบจึงบอกว่า TOI-1130b จะต้องก่อตัวขึ้นไกลจากดาวฤกษ์แม่อย่างมาก ก่อนที่จะอพยพเข้ามา นักวิทยาศาสตร์คิดว่าดาวเคราะห์ได้รวบรวมน้ำและสารประกอบระเหยง่ายอื่นๆ ในพื้นที่ส่วนที่เย็นเลยจากเส้นเยือกแข็งออกไป ในสภาพแวดล้อมอย่างนั้น น้ำจะแข็งตัวบนอนุภาคฝุ่น สร้างกรวดน้ำแข็งที่ถูกดาวเคราะห์ที่กำลังเติบโตดึงเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ เมื่อต่อมา ดาวเคราะห์อพยพเข้าใกล้ดาวฤกษ์มากขึ้น น้ำแข็งก็ระเหย
หลักฐานจากชั้นบรรยากาศบอกอย่างหนักแน่นว่าดาวเคราะห์ทั้งสองก่อตัวขึ้นในส่วนนอกของระบบ และค่อยๆ อพยพเข้ามาพร้อมกัน ระบบนี้แสดงถึงสถาปัตยกรรมที่พบได้ยากที่สุดชนิดหนึ่งที่นักดาราศาสตร์เคยพบมา Barat กล่าว การสำรวจ TOI-1130b ได้ให้เงื่อนงำแรกว่ามินิเนปจูนก่อตัวขึ้นเลยจากเส้นหิมะออกไปนั้นมีอยู่จริงในธรรมชาติ
แหล่งข่าว scitechdaily.com : Webb Space Telescope reveals rare planet pair that shouldn’t exist
phys.org : JWST pins down the origins of a planetary odd couple
- 2
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
