ดาวเคราะห์ประมาณ 5,000 ดวงโคจรรอบดาวฤกษ์อื่น
เมื่อ 30 ปีที่แล้ว นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรก นั่นคือดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์นอกระบบสุริยะของเรา ทุกวันนี้ โลกอันไกลโพ้นเช่นนี้ดูเหมือนหาได้ยากอีกต่อไป และตอนนี้ด้วยแคชล่าสุดของดาวเคราะห์ที่ได้รับการยืนยัน จำนวนดาวเคราะห์นอกระบบได้ผ่าน 5,000 แล้ว
ดาวเคราะห์นอกระบบกลายเป็นเรื่องธรรมดามากที่นักดาราศาสตร์คาดหวังว่าดาวส่วนใหญ่จะเป็นเจ้าภาพอย่างน้อยหนึ่งดวง Aurora Kesseli กล่าว เธอเป็นนักดาราศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนียในแพซาดีนา และด้วยดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากที่รู้จัก นักดาราศาสตร์สามารถเริ่มเข้าใจความหลากหลายของพวกมันได้ Kesseli กล่าว
ดาวเคราะห์ที่ได้รับการยืนยันจำนวน 5,021 ดวงนั้นรวมถึงดาวก๊าซยักษ์ ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่ทำจากไฮโดรเจนและฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ คล้ายกับดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ พวกเขายังรวมถึงดาวเคราะห์บนบก (หิน) ที่มีขนาดเล็กกว่าเช่นโลก เช่นเดียวกับ “ซุปเปอร์เอิร์ธ” ที่ใหญ่กว่าโลกแต่เล็กกว่าเนปจูนและอาจเป็นหินหรือก๊าซ ในที่สุดก็มีดาวเคราะห์ก๊าซคล้ายเนปจูนที่อาจร้อนหรือเย็น
นักวิจัยมีหลายวิธีในการดมดาวเคราะห์นอกระบบ ดาวเคราะห์บางดวงมีขนาดใหญ่จนแรงโน้มถ่วงดึงดาวฤกษ์ สิ่งนี้ทำให้ดาวสั่นคลอน นักวิทยาศาสตร์สามารถมองหาการวอกแวกนั้นได้ ซึ่งเป็นวิธีที่เรียกว่าการวัดความเร็วในแนวรัศมี ดาวเคราะห์ดวงอื่นสามารถมองเห็นได้เพราะพวกมันหรี่แสงของดาวฤกษ์แม่ของมันเล็กน้อยเมื่อพวกมันผ่านหน้าพวกมัน นี้เรียกว่าวิธีการขนส่ง วิธีที่สามที่เรียกว่าไมโครเลนส์ อาศัยความรู้ที่ว่าแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์โคจรแสงดาว สุดท้ายนี้ เทคนิคการถ่ายภาพสามารถจับดาวเคราะห์บนกล้องได้
นักดาราศาสตร์ไม่สามารถพูดเกี่ยวกับโลกเหล่านี้ได้มากเกินขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง มวลและความหนาแน่น แต่หลายโครงการ เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ที่รอคอยมานาน กำลังดำเนินการแก้ไข “ไม่เพียงแต่เราจะพบดาวเคราะห์นอกระบบอีกนับไม่ถ้วนเท่านั้น แต่เรายังจะเริ่มสามารถระบุลักษณะของดาวเคราะห์ได้จริงด้วย” เคสซิลีบอกกับ Science News
การค้นหายังไม่สิ้นสุด ภารกิจ TESS นักล่าดาวเคราะห์นอกระบบใหม่ล่าสุดของ NASA ได้ค้นพบดาวเคราะห์หลายพันดวงที่ยังไม่ได้รับการยืนยัน กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินยังเพิ่มจำนวนขึ้นเรื่อยๆ “มีดาวเคราะห์นอกระบบอยู่มากมาย” Kesseli กล่าว “และรอการค้นพบอีกมากมาย”
ข้อมูลดำน้ำ:
- สร้างแผนภูมิแท่งจากข้อมูลในตารางที่ 1 ดาวเคราะห์ประเภทใดที่พบบ่อยที่สุด ข้อใดเป็นเรื่องธรรมดาน้อยที่สุด?
- ประเภททั่วไปมากกว่าประเภททั่วไปน้อยที่สุดประมาณกี่เท่า
- บวกตัวเลขในตารางที่ 2 ลบตัวเลขนั้นออกจาก 100 เปอร์เซ็นต์ของดาวเคราะห์ที่ถูกค้นพบโดยวิธีอื่นนอกเหนือจากสี่นี้
- แสดงข้อมูลเหล่านี้ (ด้วยหมวดหมู่ “อื่นๆ”) เป็นแผนภูมิวงกลม คุณสามารถทำได้ในโปรแกรมคอมพิวเตอร์ เช่น Excel หรือ Google ชีต หรือคุณสามารถวาดวงกลมและประเมินว่าวิธีการทั้งสี่นี้และวิธีอื่นๆ จะใช้สไลซ์ขนาดใหญ่เพียงใด
- คุณลองคิดวิธีอื่นในการแสดงข้อมูลในตารางทั้งสองนี้ร่วมกันได้ไหม
- ไปที่แดชบอร์ดการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบของ NASA เลื่อนลงมาจนเจอ “สำมะโนดาวเคราะห์นอกระบบ” ย้ายวงกลมสีแดงที่มีลูกศรไปที่ปี 1989 ตอนนี้ดูเมื่อคุณเคลื่อนไปข้างหน้าอย่างช้าๆ จนถึงปี 2022 คุณสังเกตเห็นอะไรเกี่ยวกับวิธีหลักสี่วิธีในการระบุดาวเคราะห์นอกระบบ อัตราการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป?
- ไปที่แคตตาล็อกดาวเคราะห์นอกระบบของ NASA เลือกดาวเคราะห์ มันถูกค้นพบเมื่อไหร่? เป็นดาวเคราะห์ประเภทไหน? ไกลจากโลกแค่ไหน? คลิกที่ลิงค์ของมัน นักวิทยาศาสตร์คิดว่าดาวเคราะห์ดวงนี้หน้าตาเป็นอย่างไร? คุณมีคำถามอะไรเกี่ยวกับโลกใบนี้?
ระบบสุริยะใหม่พบว่ามีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก 7 ดวง
นักดาราศาสตร์เพิ่งระบุระบบสุริยะที่อยู่ใกล้เคียงซึ่งมีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกเจ็ดดวง น่าสนใจที่สุด: ดาวเคราะห์สามดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ตรงกลางของมัน หรือที่เรียกว่า TRAPPIST-1 อาจอยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ด้วยซ้ำ นั่นหมายความว่าพวกมันอยู่ในพื้นที่ที่สามารถค้ำจุนชีวิตได้ดังที่เรารู้จัก ด้วยเหตุนี้ โลกที่เพิ่งค้นพบเหล่านี้จึงเป็นไซต์ที่ดีสำหรับการค้นหาชีวิตมนุษย์ต่างดาว
ครอบครัวดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ของ TRAPPIST-1 ยังบอกเป็นนัยว่าอาจมีลูกพี่ลูกน้องของโลกมากกว่าที่นักดาราศาสตร์คิดไว้
Drake Deming กล่าวว่า “มันค่อนข้างน่าทึ่งที่ระบบมีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกจำนวนมาก เขาเป็นนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์ในคอลเลจพาร์ค ดูเหมือนว่าทุกจุดที่มั่นคงที่ดาวเคราะห์สามารถมีได้มีที่หนึ่งที่มีขนาดเท่าโลก เขาเสริมว่า “เป็นลางดีในการค้นหาดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้”
นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ Michaël Gillon ทำงานที่มหาวิทยาลัย Liège ในเบลเยียม เขาเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่ประกาศเมื่อปีที่แล้วว่าพวกเขาได้พบดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกสามดวงรอบ TRAPPIST-1 ดาวแคระนี้มีขนาดประมาณดาวพฤหัสเท่านั้น มันยังเย็นกว่าดวงอาทิตย์มาก และเป็นเพื่อนบ้านที่สัมพันธ์กับโลก ซึ่งอยู่ห่างออกไปเพียง 39 ปีแสงในกลุ่มดาวราศีกุมภ์
การติดตามผลด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์และกล้องโทรทรรศน์เพิ่มเติมบนพื้นดิน แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ดวงแรกที่ดูเหมือนจะเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สามนั้นเป็นดาวเคราะห์สี่ดวงจริงๆ สามอย่างนี้น่าจะอยู่ได้
หากดาวเคราะห์เหล่านั้นมีชั้นบรรยากาศเหมือนโลก พื้นผิวของพวกมันก็อาจเป็นแหล่งน้ำที่เป็นของเหลวในมหาสมุทร หรืออย่างน้อยนั่นคือสิ่งที่ Gillon และเพื่อนร่วมงานรายงานออนไลน์ในวันที่ 22 กุมภาพันธ์ใน Nature ข้อมูลของพวกเขายังมีสัญญาณของดาวเคราะห์ดวงที่เจ็ดที่อยู่นอกสุด
พวกเขาเห็นโลกใหม่ได้อย่างไร
ดาวเคราะห์ทั้งเจ็ดดวงถูกตรวจพบโดยดูว่าดาวของพวกมันหรี่ลงเมื่อผ่านหรือผ่านหน้าไปอย่างไร นักวิทยาศาสตร์ได้วัดปริมาณแสงของดาวฤกษ์แต่ละดวงที่ขวางทางโลก เมื่อรู้ว่าดาวเคราะห์จะต้องใหญ่แค่ไหนจึงจะทำเช่นนั้นได้ นักดาราศาสตร์จึงคำนวณว่าทั้งเจ็ดต้องมีรัศมีใกล้เคียงกับโลกโดยประมาณ
การตกในแสงดาวยังแสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดาวของพวกมันเร็วเพียงใด: ดวงที่อยู่ภายในสุดจะเดินทางไปกลับใน 1.5 วันโลก นอกสุดใช้เวลาประมาณ 20 วัน
มวลของดาวเคราะห์อยู่ในช่วงประมาณครึ่งถึง 1.5 เท่าของโลก นักวิจัยได้พิจารณาวิธีที่ดาวเคราะห์ชั้นในทั้ง 6 ดึงเข้าหากัน ข้อมูลมวลและขนาดช่วยให้ทีมคำนวณความหนาแน่นของดาวเคราะห์ได้ ทั้งหมดนี้ชี้ให้เห็นว่าชั้นในหกเป็นหินเหมือนที่โลกเป็น
ความยาวของวันของดาวเคราะห์แต่ละดวง – ความเร็วที่หมุนบนแกนของมัน – อาจสัมพันธ์กับวงโคจรของดวงอาทิตย์ นั่นจะทำให้วันโลกในสุดของโลกยาว 1.5 วันและโลกนอกสุดยาว 20 วันโลก นั่นจะเหมือนกับว่าโลกหมุนหนึ่งครั้งใน 365 วันแทนที่จะเป็นใน 24 ชั่วโมง
การหมุนดังกล่าวจะทำให้ด้านเดียวกันของดาวเคราะห์หันเข้าหาดาวฤกษ์ตลอดเวลา (เช่นเดียวกับด้านหนึ่งของดวงจันทร์ของเราที่หันหน้าไปทางโลกเสมอ) สิ่งนี้จะทำให้ดาวเคราะห์แต่ละดวงของ TRAPPIST-1 มีด้านกลางวันและกลางคืนอย่างถาวร นักดาราศาสตร์กลัวว่าจะทำให้ดาวเคราะห์ร้อนเกินไปในตอนกลางวัน และเย็นเกินไปในตอนกลางคืนที่จะอยู่อาศัยได้
แต่ถ้าพวกมันมีชั้นบรรยากาศเหมือนโลก ดาวเคราะห์สามดวงจะยังคงอบอุ่นพอที่จะมีน้ำเป็นของเหลว และนั่นเป็นข้อกำหนดหนึ่งสำหรับโซนที่เรียกว่า “โกลดิล็อคส์” ที่น่าอยู่ ซึ่งเป็นสภาพแวดล้อมที่ไม่ร้อนหรือเย็นเกินไปที่จะช่วยชีวิต กิลลอนกล่าวว่าดาวเคราะห์ดวงที่เจ็ดของระบบสุริยะดวงนี้น่าจะเป็นน้ำแข็ง อาจเป็นเหมือนดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี
“เราอยู่ในมุมที่ถูกต้องที่จะเห็นระบบนี้และดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก” Deming ผู้ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ตั้งข้อสังเกต “สำหรับทุกระบบที่เราเห็น มีอีกหลายสิบอย่างที่เราไม่ทำ” ดาวอย่าง TRAPPIST-1 ที่มีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกอาจไม่ได้หายากนัก ตอนนี้เขาสงสัย หากเป็นเช่นนั้น อาจต้องอาศัยการสังเกตอีกมากมายเพื่อค้นหาบางอย่าง อันที่จริง โครงการนำร่องโดยกลุ่มของ Gillon เพื่อศึกษาดาวแคระเย็นอัลตราคูลได้พบดาวดวงหนึ่งอย่างรวดเร็ว การที่ดาวดวงนี้มีดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าโลกทั้งหมด แสดงว่าอาจเป็นเรื่องปกติที่ดาวฤกษ์ดังกล่าวจะมีดาวเคราะห์คล้ายโลก
การศึกษาชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดังกล่าวสามารถเปิดเผยได้ว่ามีสิ่งมีชีวิตหรือไม่ สิ่งหนึ่งที่ควรมองหา: ก๊าซมีเทนและออกซิเจน นักดาราศาสตร์สามารถมองหาชั้นบรรยากาศเหล่านั้น (ถ้ามี) ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ซึ่งเป็นผู้สืบทอดตำแหน่ง (ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2561)
อย่างไรก็ตาม เดมิงระมัดระวังว่าการตรวจสอบรายละเอียดของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์จะง่ายเพียงใด เขาตั้งข้อสังเกตว่าแสงจากดาวแคระเย็นที่เย็นจัดสามารถเปลี่ยนแปลงได้ และอาจเป็นเรื่องยากที่จะเข้าใจว่าชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์อาจมีพฤติกรรมอย่างไร
Didier Queloz มองโลกในแง่ดีมากกว่าเล็กน้อย เขาเป็นนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในอังกฤษและเป็นหนึ่งในผู้เขียนงานวิจัยชิ้นใหม่ “เราไม่รู้ว่าดาวเคราะห์เหล่านี้หน้าตาเป็นอย่างไรในตอนนี้ พวกมันอาจเปียกหรือแห้ง เราแค่ไม่รู้” เขากล่าว “แต่เป็นครั้งแรกนับตั้งแต่มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกเมื่อ 25 ปีที่แล้ว เราอาจสามารถตอบคำถามเกี่ยวกับสิ่งมีชีวิตนอกระบบสุริยะของเราได้”
สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ brighidsfirebooks.com