การค้นพบที่น่าประหลาดใจในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ต่างดาวอาจพลิกทฤษฎีการกำเนิดดาวเคราะห์หลายทศวรรษ

งานวิจัยใหม่ชี้ว่าทฤษฎีที่ดีที่สุดของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับการกำเนิดดาวเคราะห์อาจผิด นักดาราศาสตร์กำลังศึกษาดาวเคราะห์ที่ยังก่อตัวอยู่นอกเหนือจากเราพบว่าองค์ประกอบทางเคมีไม่ตรงกับก๊าซหมุนวนและจานฝุ่นที่ก่อตัวขึ้น การค้นพบนี้ท้าทายแบบจำลองมาตรฐานของการก่อตัวดาวเคราะห์ และบอกเป็นนัยว่าแบบจำลองเหล่านี้อาจจะเรียบง่ายเกินไป นักวิจัยกล่าว

ดาวเคราะห์ที่กำลังผลิใบนี้เรียกว่า PDS 70b เป็นโลกที่มีขนาดใหญ่เกือบสามเท่าของดาวพฤหัส และอยู่ห่างจากโลกประมาณ 400 ปีแสงในกลุ่มดาว Centaurus มันเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวเคราะห์สองดวง ซึ่งเป็นหนึ่งในไม่กี่ดวงที่ทราบว่าดาวเคราะห์ยังคงรวมตัวกันอยู่ที่ใด ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมอันมีค่าสำหรับนักดาราศาสตร์ในการตรวจสอบความเชื่อมโยงระหว่างดาวเคราะห์เกิดใหม่กับดิสก์นาทอลของพวกมัน PDS 70b โคจรดาวฤกษ์แม่ของมันในระยะห่างใกล้เคียงกับวงโคจรของดาวยูเรนัสรอบดวงอาทิตย์ และก่อนหน้านั้นการสังเกตบอกเป็นนัย ๆ ว่าอาจใกล้จะสิ้นสุดยุคแรกเกิดแล้วหลังจากสะสมมวลไว้ประมาณ 5 ล้านปี

ในเดือนพฤษภาคม นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์ Keck II ของฮาวายเพื่อศึกษาโครงสร้างทางเคมีของ PDS 70b โดยเฉพาะการดูความอุดมสมบูรณ์ของคาร์บอนมอนอกไซด์และน้ำ ทีมงานใช้ข้อมูลนี้เพื่อสรุปปริมาณคาร์บอนและออกซิเจนที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศของโลก ซึ่งเป็นองค์ประกอบสองอย่างที่พบมากที่สุดในจักรวาลของเรา รองจากไฮโดรเจนและฮีเลียม และเป็นร่องรอยสำคัญของการก่อตัวของดาวเคราะห์

เมื่อเปรียบเทียบข้อสังเกตเหล่านี้กับข้อมูลที่เก็บถาวรเกี่ยวกับก๊าซในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ของระบบ นักวิจัยพบว่าชั้นบรรยากาศของโลกมีคาร์บอนและออกซิเจนน้อยกว่าที่คาดไว้มาก พวกเขาบรรยายถึงการค้นพบของพวกเขาในกระดาษเผยแพร่เมื่อวันพุธ (18 ธันวาคม) ใน Astrophysical Journal Letters

“นั่นน่าประหลาดใจเล็กน้อย และมันแสดงให้เห็นว่าภาพการกำเนิดดาวเคราะห์ของเราซึ่งได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางนั้นเรียบง่ายเกินไป” ผู้เขียนนำการศึกษาชิ-ชุน ซูนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงสังเกตการณ์ซึ่งปัจจุบันเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์นในรัฐอิลลินอยส์กล่าวในคำแถลง-

การเพิ่มขึ้นของดาวเคราะห์ที่น่าสงสัย

นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวเคราะห์รวมทั้งดาวเคราะห์ของเราด้วยก่อตัวเมื่ออนุภาคในดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ชนกันและเกาะติดกัน และก่อตัวเป็นวัตถุที่ใหญ่ขึ้นในที่สุดผ่านการสะสมมวล หากนี่เป็นกระบวนการสากลจริงๆ ดาวเคราะห์ก็ควรมีองค์ประกอบทางเคมีคล้ายคลึงกันในดิสก์ของพวกมัน

ที่เกี่ยวข้อง:

รับการค้นพบที่น่าสนใจที่สุดในโลกส่งตรงถึงกล่องจดหมายของคุณ

นักวิจัยเสนอสถานการณ์สองสถานการณ์ที่สามารถอธิบายความคลาดเคลื่อนที่สังเกตได้ ประการแรก PDS 70b สามารถรวมคาร์บอนและออกซิเจนส่วนใหญ่เข้าด้วยกันไม่ได้โดยตรงจากก๊าซในจานดาวเคราะห์ก่อกำเนิด แต่จากวัสดุแข็ง เช่น น้ำแข็งและฝุ่น ซึ่งน่าจะกักคาร์บอนและออกซิเจนไว้

ล่าสุด การสังเกตของระบบดาวเคราะห์อื่นๆ แนะนำว่ากระบวนการดังกล่าวเป็นไปได้และสามารถมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบทางเคมีของดาวเคราะห์ที่เพิ่งเกิดใหม่ได้ หาก PDS 70b เดินตามเส้นทางเดียวกัน "น้ำแข็งและฝุ่นนั้นคงจะระเหยออกไปก่อนจะเข้าสู่ดาวเคราะห์" ผู้เขียนร่วมการศึกษาเจสัน หวางผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น กล่าวในแถลงการณ์ “ดังนั้นจึงอาจบอกเราว่าเราไม่สามารถเปรียบเทียบก๊าซกับก๊าซได้เพียงอย่างเดียว ส่วนประกอบที่เป็นของแข็งอาจสร้างความแตกต่างอย่างมากในอัตราส่วนคาร์บอนต่อออกซิเจน”

อีกทางหนึ่ง ดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์อาจมีคาร์บอนเพิ่มมากขึ้นเมื่อไม่นานมานี้ เช่นเดียวกับที่อื่นๆแบบจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์ทำนาย- ข้อมูลที่มีอยู่เกี่ยวกับระบบไม่เพียงพอที่จะแยกแยะระหว่างความเป็นไปได้ทั้งสองนี้ แต่การสำรวจดาวเคราะห์ดวงที่สอง PDS 70c ที่กำลังจะมีขึ้น อาจให้ข้อมูลเชิงลึกที่จำเป็นสำหรับการสร้างแบบจำลองระบบที่มีรายละเอียดมากขึ้น นักวิจัยกล่าว

“ด้วยการศึกษาดาวเคราะห์ทั้งสองนี้ร่วมกัน เราจะสามารถเข้าใจประวัติการก่อตัวของระบบได้ดียิ่งขึ้น” Hsu กล่าว “แต่นี่เป็นเพียงระบบเดียว ตามหลักการแล้ว เราจำเป็นต้องระบุระบบเหล่านี้ให้มากขึ้นเพื่อทำความเข้าใจว่าดาวเคราะห์ก่อตัวอย่างไร”