เวบบ์พบมีเธนในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์อุ่น
นักดาราศาสตร์ใช้เวบบ์เพื่อตรวจสอบชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงหนึ่งซึ่งพบได้ยาก เมื่อมันมีอุณหภูมิใกล้เคียงกับโลก ดาวเคราะห์ TOI-199b มีขนาดพอๆ กับดาวเสาร์และมีมีเธนในชั้นบรรยากาศ
การค้นพบนี้ไม่ใช่เรื่องปกติเนื่องจากมันจะพบดาวเคราะห์ยักษ์ในสภาพแวดล้อมที่สุดขั้ว ในระบบสุริยะของเรา ดาวพฤหัสฯ และดาวเสาร์นั้นเย็นเยือกเนื่องจากพวกมันโคจรอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ยักษ์หลายดวงที่พบรอบดาวฤกษ์อื่นๆ กลับเป็น พฤหัสร้อน(hot Jupiters) ซึ่งโคจรอยู่ใกล้ชิดกับดาวฤกษ์แม่อย่างมาก และมีอุณหภูมิสูงถึงหลายพันองศา แต่ TOI-199b นั้นแตกต่างไป นักวิทยาศาสตร์จำแนกมันว่าเป็นดาวเคราะห์ยักษ์อบอุ่น(temperate giant) ซึ่งเป็นกลุ่มที่มีดาวเคราะห์เพียงไม่กี่ดวงเท่านั้น
นักวิจัยบอกว่านี่เป็นครั้งแรกที่ได้ศึกษาชั้นบรรยากาศของยักษ์อบอุ่นเหล่านี้ในรายละเอียด การค้นพบน่าจะช่วยนักวิจัยให้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่ออธิบายว่าดาวเคราะห์และชั้นบรรยากาศก่อตัวและเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไปอย่างไรบ้าง งานวิจัยนี้ยังให้เงื่อนงำใหม่เกี่ยวกับกระบวนการในชั้นบรรยากาศของโลก งานวิจัยที่นำโดยนักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเพนน์สเตท และห้องทดลองไอพ่นขับดัน(JPL) เผยแพร่ใน Astronomical Journal วันที่ 20 พฤษภาคม
ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงหนึ่งที่โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมัน งานวิจัยใหม่ตรวจสอบชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีขนาดพอๆ กับดาวเสาร์ แต่มีอุณหภูมิใกล้เคียงกับโลก พบว่าชั้นบรรยากาศอุดมไปด้วยมีเธน ภาพปก ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ร้อนจัด “พฤหัสร้อน” ที่พบได้มากกว่า
หนึ่งในความได้เปรียบของการศึกษาดาวเคราะห์ที่อยู่นอกระบบสุริยะของเรา(ดาวเคราะห์นอกระบบ; exoplanets) ก็คือความสามารถในการศึกษาดาวเคราะห์ที่แตกต่างกันได้หลากหลายชนิด โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกที่เราไม่พบในระบบของเราเอง เพื่อเรียนรู้ว่าระบบดาวเคราะห์ก่อตัวและพัฒนาได้อย่างไร Renyu Hu รองศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์และดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่เพนน์สเตท ผู้นำทีมวิจัย กล่าว
นับตั้งแต่การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกในปี 1992 โดยทีมที่มี Alexander Wolszczan จากเพนน์สเตทด้วย นักดาราศาสตร์ได้พบดาวเคราะห์นอกระบบอีกหลายพันดวง แต่พบดาวเคราะห์ยักษ์อบอุ่นเพียงไม่กี่ดวงเท่านั้น และนี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถศึกษาชั้นบรรยากาศของหนึ่งในยักษ์อบอุ่นนั้นในรายละเอียดได้
TOI-199b โคจรรอบดาวฤกษ์ TOI-199 ที่อยู่ห่างออกไปกว่า 330 ปีแสงและโคจรครบรอบในเวลาราว 100 วัน และยังมีดาวเคราะห์เพื่อนบ้านอีกอย่างน้อยหนึ่งดวง(TOI-199c) ประเมินว่า TOI-199b ได้รับปริมาณรังสี 2.5 เท่าของโลกเทียบเท่ากับมีอุณหภูมิราว 80 องศาเซลเซียส ในขณะที่ก็ยังฟังดูร้อนจากมาตรฐานของมนุษย์ แต่ก็ร้อนน้อยกว่าอุณหภูมิบนดาวเคราะห์พฤหัสร้อนอย่างมาก
นักวิจัยบอกว่าอุณหภูมิประมาณนี้น่าจะเกิดขึ้นได้ภายในรถยนต์ที่จอดตากแดดบนโลก นี่ทำให้ TOI-199b อบอุ่นกว่าดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์เยือกแข็งในระบบของเรา แต่ก็ยังเย็นกว่ายักษ์ร้อนจัดในระยะประชิด
ด้วยมวล 0.17 เท่าดาวพฤหัสฯ และรัศมี 0.81 เท่าซึ่งบอกว่ามันมีโครงสร้างภายในที่คล้ายดาวเสาร์ เพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศของ TOI-199b นักดาราศาสตร์ใช้วิธีการที่เรียกว่า การตรวจสอบสเปคตรัมแบบส่องผ่าน(transmission spectroscopy) เทคนิคนี้ตรวจสอบว่าแสงดาวเปลี่ยนแปลงไปอย่างไร เมื่อมันผ่านทะลุชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ในระหว่างการผ่านหน้า(transit) เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนปาดหน้าดาวฤกษ์เมื่อมองจากโลก กล้องเวบบ์แยกแสงดาวที่มาถึงออกเป็นสี
การตรวจสอบสเปคตรัมแบบส่องผ่าน
Aaron Bello-Arufe นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ JPL และผู้เขียนคนแรกในรายงาน กล่าวว่า เมื่อดาวเคราะห์ดวงหนึ่งเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ แสงของดาวบางส่วนวิ่งผ่านชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ซึ่งมันจะมีปฏิสัมพันธ์กับธาตุและโมเลกุลในชั้นบรรยากาศนี้ ธาตุที่จำเพาะจะดูดกลืนแสงในความยาวคลื่นที่จำเพาะ สร้างร่องรอยในสเปคตรัมแสงที่เวบบ์ตรวจจับได้ สะท้อนให้เห็นองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ได้
นักวิจัยเริ่มต้นด้วยการบันทึกการสำรวจ 20 ชั่วโมงต่อเนื่องเพื่อให้ได้การตรวจสอบแสงรากฐานจากดาวฤกษ์ การผ่านหน้าเกิดขึ้นนาน 7 ชั่วโมงซึ่งนานกว่าการผ่านหน้าของพฤหัสร้อนอย่างมาก จากนั้น นักวิทยาศาสตร์ก็เปรียบเทียบสเปคตรัมจากการผ่านหน้ากับสเปคตรัมรากฐาน ความแตกต่างเผยให้เห็นว่ามีความยาวคลื่นใดที่ถูกดูดกลืนโดยก๊าซในชั้นบรรยากาศ ช่วยให้ทีมได้จำแนกองค์ประกอบเคมี
เมื่อเราเปรียบเทียบสเปคตรัมในระหว่างการผ่านหน้า กับรากฐานแล้ว เราได้เห็นว่าชั้นบรรยากาศปิดกั้นความยาวคลื่นแสงของมีเธนไว้ Bello-Arufe กล่าว แบบจำลององค์ประกอบของก๊าซยักษ์อบอุ่น ได้ทำนายว่าพวกมันน่าจะมีมีเธน ดังนั้นจึงเป็นเรื่องดีที่ได้ยืนยันว่าทฤษฎีถูกต้อง การสำรวจยังบอกว่าอาจมีอัมโมเนียและคาร์บอนไดออกไซด์อยู่ในชั้นบรรยากาศด้วย
ด้วยการสำรวจดาวเคราะห์นี้เพิ่มเติม เราก็สามารถหาปริมาณเปรียบเทียบก๊าซต่างๆ ในชั้นบรรยากาศมันได้ Hu กล่าว ภาพของชั้นบรรยากาศก๊าซยักษ์อบอุ่นที่ครบถ้วนมากขึ้น ก็จะถูกใช้เพื่อปรับปรุงแบบจำลอง และอาจจะช่วยให้เข้าใจได้ดีขึ้นว่าดาวเคราะห์และชั้นบรรยากาศของพวกมัน ซึ่งรวมถึงโลก ก่อตัวและพัฒนาอย่างไร
ความสำเร็จของงานศึกษาชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์อบอุ่นงานแรกนี้ ยังช่วยให้เรามั่นใจที่จะอุทิศทรัพยากรและเวลาในการสำรวจเพิ่มขึ้นเพื่อศึกษาดาวเคราะห์คล้ายๆ กันดวงอื่น จากนั้น เราจะได้เห็นว่าดาวเคราะห์ดวงนี้เป็นอัตลักษณ์ หรือว่าเป็นคุณลักษณะร่วมของดาวเคราะห์ชนิดนี้ กันแน่
แหล่งข่าว scitechdaily.com : NASA finds a “goldilocks” giant planet wrapped in methane
phys.org : Saturn-sized exoplanet with Earth-like temperature reveals methane-rich atmosphere
sci.news : Webb detects methane in atmosphere of exo-Saturn TOI-199b
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
