วันนี้เรารู้มากกว่านั้นดาวเคราะห์นอกระบบ 5,000 ดวง: ดาวเคราะห์นอกเราที่โคจรรอบดาวดวงอื่น ในขณะที่ความพยายามที่จะค้นพบโลกใหม่ดำเนินต่อไป เรากำลังเรียนรู้เพิ่มเติมอย่างต่อเนื่องเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบที่เราตรวจพบแล้ว ขนาดของมัน โครงสร้างของมัน และว่ามีชั้นบรรยากาศหรือไม่
ขณะนี้ทีมงานของเราได้จัดเตรียมหลักฐานเบื้องต้นสำหรับ-บรรยากาศอันอุดมสมบูรณ์บนโลกที่มีขนาดใหญ่กว่าโลกถึง 1.5 เท่าและอยู่ห่างออกไป 35 ปีแสง หากได้รับการยืนยัน มันจะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่รู้จักและมีชั้นบรรยากาศ การมีอยู่ของก๊าซที่อาจเกิดขึ้นซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO₂)และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (H₂S)ในบรรยากาศนี้บ่งบอกถึงการหลอมละลายหรือพื้นผิว.
ในระบบสุริยะของเรา เรามีดาวเคราะห์สองประเภทที่แตกต่างกัน ได้แก่ ดาวเคราะห์หินขนาดเล็ก รวมทั้งโลกและดาวอังคาร และดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ เช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์นอกระบบมีสเปกตรัมหลากหลายขนาด ระบบสุริยะของเราไม่มีดาวเคราะห์ที่มีขนาดอยู่ในช่วงระหว่างโลกกับดาวเนปจูน แต่ปรากฎว่าเป็นดาวเคราะห์ประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดที่เราเคยเห็นรอบดาวฤกษ์อื่นๆ ในกาแลคซีของเรา
วัตถุที่อยู่ใกล้ขนาดของดาวเนปจูนเรียกว่าย่อยดาวเนปจูนและอันที่ใกล้ขนาดโลกเรียกว่าซุปเปอร์เอิร์ธ- L 98-59 d เป็นซุปเปอร์เอิร์ธ ซึ่งใหญ่กว่าและหนักกว่าโลกเล็กน้อย องค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์เหล่านี้ยังคงเป็นคำถามเปิด ซึ่งเป็นคำถามที่เราเพิ่งเริ่มสำรวจด้วย-) เปิดตัวในปี 2021
L 98-59 d เคยเป็นค้นพบในปี 2019กับของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเทสส์- ดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่ รวมถึง L 98-59 d ได้รับการตรวจพบโดยใช้“วิธีสัญจร”- วิธีนี้จะวัดการลดลงเล็กน้อยของแสงดาวฤกษ์เมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ การลดลงนี้เด่นชัดกว่าสำหรับดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ และช่วยให้เราทราบขนาดของดาวเคราะห์ได้
ที่เกี่ยวข้อง:
แม้แต่ JWST ก็ไม่สามารถแยกดาวเคราะห์จิ๋วเหล่านี้ออกจากดาวฤกษ์แม่ได้ เนื่องจากพวกมันโคจรรอบดาวฤกษ์ใกล้เกินไป แต่มีวิธี "มองเห็น" บรรยากาศของโลกจากแสงที่พันกันนี้ เมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ของมัน แสงดาวบางดวงก็กรองผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ไปชนโมเลกุลก๊าซหรืออะตอมที่อยู่ในนั้นระหว่างที่เดินทางมายังโลก
ก๊าซทุกชนิดปรับเปลี่ยนแสงในลักษณะที่เป็นเอกลักษณ์ของตัวเอง จากแสงที่เราได้รับจากระบบดาวนั้น เราสามารถสรุปได้ว่าองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศนั้นเป็นอย่างไร สิ่งนี้เรียกว่าสเปกโทรสโกปีการส่งผ่านซึ่งเป็นเทคนิคที่ได้รับการพิสูจน์แล้วซึ่งเคยถูกนำมาใช้เพื่อยืนยันการมีอยู่ของCO₂ในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบ
ฉันเป็นส่วนหนึ่งของทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติที่ใช้ JWST เพื่อสังเกตการผ่านหน้าของ L 98-59 d หนึ่งรอบจานของดาวฤกษ์แม่ จากนั้นเราก็ได้สเปกตรัมการส่งผ่านของบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบจากการสังเกตเหล่านี้ สเปกตรัมนี้บอกเป็นนัยถึงความเป็นไปได้ที่จะมีบรรยากาศเต็มไปด้วยซัลเฟอร์ไดออกไซด์และไฮโดรเจนซัลไฟด์-
การค้นพบครั้งนี้น่าประหลาดใจ เนื่องจากโดดเด่นตรงกันข้ามกับบรรยากาศของดาวเคราะห์หินในระบบสุริยะของเรา ซึ่งมีไอน้ำและคาร์บอนไดออกไซด์แพร่หลายมากกว่ามาก ตัวอย่างเช่น ชั้นบรรยากาศของโลกอุดมไปด้วยไนโตรเจนและออกซิเจน และมีไอน้ำในปริมาณเล็กน้อย ในขณะเดียวกันวีนัสก็มีบรรยากาศหนาทึบถูกครอบงำโดยคาร์บอนไดออกไซด์ สม่ำเสมอดาวอังคารมีบรรยากาศเบาบางถูกครอบงำโดยคาร์บอนไดออกไซด์
จากนั้นเราก็ใช้โมเดลคอมพิวเตอร์ที่รวมความเข้าใจของเราไว้และแสงที่มาจาก L 98-59 d ทำให้เกิดภาพศักยภาพขององค์ประกอบบรรยากาศของโลกนี้ การไม่มีก๊าซทั่วไป เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ และการมีอยู่ของ SO₂ และ H₂S แสดงให้เห็นบรรยากาศที่เกิดจากกระบวนการที่แตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากกระบวนการที่เราคุ้นเคยในระบบสุริยะของเรา สิ่งนี้บ่งบอกถึงสภาวะที่ไม่ซ้ำใครและรุนแรงบน L 98-59 d เช่น พื้นผิวหลอมเหลวหรือภูเขาไฟ
จำเป็นต้องมีการสังเกตเพิ่มเติมเพื่อยืนยันการมีอยู่ของก๊าซเหล่านี้ การสังเกตของ JWST เคยพบเห็นมาก่อนสัญญาณของSO₂บนดาวเคราะห์นอกระบบ แต่นี่คือก๊าซยักษ์ ไม่ใช่โลกที่อาจเต็มไปด้วยหินเช่น L 98-59 d
Exo-ภูเขาไฟ?
การมีอยู่ของ SO₂ และ H₂S อาจทำให้เกิดคำถามเกี่ยวกับที่มาของพวกมัน ความเป็นไปได้ในการระเบิดประการหนึ่งคือภูเขาไฟที่ถูกขับเคลื่อนโดยความร้อนจากน้ำขึ้นน้ำลงเหมือนกับสิ่งที่สังเกตได้ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี Io- แรงดึงดูดของดาวฤกษ์แม่บนโลกนี้จะยืดและบีบมันขณะที่มันเคลื่อนไปตามวงโคจรของมัน การเคลื่อนไหวนี้อาจทำให้ใจกลางของโลกร้อนขึ้น ละลายภายในและก่อให้เกิดการปะทุของภูเขาไฟอย่างรุนแรง และอาจถึงขั้นเป็นแมกมาในมหาสมุทรด้วยซ้ำ
เมื่อรวมกับความใกล้ชิดกับดาวฤกษ์ (หนึ่งปีบนโลกใบนี้คือเจ็ดวันครึ่งของโลก) อุณหภูมิที่เลวร้ายอย่างแท้จริงก็สามารถเข้าถึงพื้นผิวได้ หากการสังเกตการณ์ในอนาคตสนับสนุนการมีอยู่ของชั้นบรรยากาศดังกล่าว ไม่เพียงแต่จะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่เล็กที่สุดที่ตรวจพบชั้นบรรยากาศเท่านั้น แต่ยังเป็นขั้นตอนสำคัญในการทำความเข้าใจธรรมชาติของดาวเคราะห์ดังกล่าวด้วย
การตรวจจับบรรยากาศบนดาวเคราะห์หินขนาดเล็กนั้นทำได้ยากเป็นพิเศษ เนื่องจากดาวเคราะห์มีขนาดเล็กมากเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์แม่ และการแผ่รังสีที่รุนแรงจากดาวฤกษ์แม่ของพวกมันมักจะดึงชั้นบรรยากาศออกไป ข้อสังเกตเหล่านี้แม้ว่าจะดูน่าเย้ายวนใจ แต่ก็มาจากการผ่านหน้าเพียงครั้งเดียวเท่านั้น นั่นหมายถึงเสียงรบกวนจากเครื่องมือและปัจจัยอื่นๆ ทำให้เราไม่สามารถอ้างสิทธิ์ที่แข็งแกร่งทางสถิติได้ การสังเกตของ JWST ในอนาคตจะเป็นกุญแจสำคัญในการยืนยันหรือหักล้างการวิเคราะห์ของเรา
L 98-59 d อาจไม่ใช่ตัวเลือกสำหรับสิ่งมีชีวิตอย่างที่เรารู้ แต่การศึกษาชั้นบรรยากาศกำมะถันและศักยภาพของภูเขาไฟนั้นให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับโลกรอบดาวดวงอื่น โลกสุดขั้วเช่นนี้ช่วยให้เราเข้าใจความหลากหลายของวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ทั่วกาแลคซี
บทความแก้ไขนี้เผยแพร่ซ้ำจากการสนทนาภายใต้ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์ อ่านบทความต้นฉบับ-
