ระบบเคปเลอร์-51 ซึ่งเป็นที่รู้จักว่ามีดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดเท่าที่เคยพบมา มีสมาชิกลำดับที่สี่ เราไม่ทราบว่าเคปเลอร์-51e ที่เพิ่งค้นพบใหม่มีลักษณะเด่นเหมือนกับดาวเคราะห์พี่น้องของมันหรือไม่ เนื่องจากเรารู้เพียงมวล ไม่ใช่ขนาด แต่การค้นพบนี้เพิ่มความน่าสนใจอีกระดับให้กับระบบดาวที่ไม่ธรรมดาอย่างแท้จริง
ดาวเคปเลอร์-51 ดูเหมือนดวงอาทิตย์อายุน้อยกว่า โดยมีมวลน้อยกว่าดาวฤกษ์ของเราเพียง 4 เปอร์เซ็นต์ มันสว่างเพียงสองในสามของดวงอาทิตย์ แต่ส่วนใหญ่คิดว่าเป็นเพราะมันมีอายุประมาณหนึ่งในเจ็ด ดวงอาทิตย์- ทั้งหมดนี้ทำให้ดาวเคราะห์ของ Kepler-51 แปลกยิ่งขึ้นไปอีก
Kepler-51b, c และ d ล้วนผ่านหน้าดาวฤกษ์ (ข้ามหน้าดาวฤกษ์จากมุมมองของเรา) ซึ่งทำให้เราสามารถวัดขนาดของดาวฤกษ์ได้ มวลของทั้งสามดวงถูกอนุมานได้จากอิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อกันและกัน นำไปสู่ข้อสรุปที่น่าประหลาดใจว่าดาวเคราะห์เหล่านี้มีขนาดใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี แต่มีมวล 3-6 เท่าของโลก นั่นทำให้ความหนาแน่นใกล้เคียงกัน– มันยังทำให้พวกเขาง่ายสำหรับสมาชิกคนที่สี่ที่จะผลักดันไปมา
การดำรงอยู่ของ Kepler-51e ถูกอนุมานได้เมื่อ JWST และกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินถูกกำหนดให้สังเกตการเคลื่อนผ่านของ Kepler-51d ข้อเท็จจริงที่ว่าเวลาอันมีค่าของกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ทุ่มเทให้กับการสังเกตการณ์เหตุการณ์นี้ แสดงให้เห็นความสำคัญของนักดาราศาสตร์ในการทำความเข้าใจว่าเหตุใดระบบจึงแตกต่างจากระบบของเรามาก แทนที่จะดำเนินการขนส่งตามที่คาดการณ์ไว้ การดำเนินการเพิ่งจะเริ่มต้นของการขนส่งสาธารณะเท่านั้น
“ขอบคุณพระเจ้าที่เราเริ่มสังเกตเวลาก่อนเวลาสองสามชั่วโมงเพื่อกำหนดเส้นฐาน เนื่องจากตี 2 จากนั้นจึงตี 3 และเรายังไม่ได้สังเกตเห็นการเปลี่ยนแปลงในความสว่างของดาวฤกษ์ด้วย APO” ดร. เจสซิกา ลิบบี-โรเบิร์ตส์ จากมหาวิทยาลัยเพนน์สเตต กล่าว ในคำแถลง- "หลังจากรันแบบจำลองของเราอีกครั้งอย่างเมามันและตรวจสอบข้อมูล เราพบว่าความสว่างของดวงดาวลดลงเล็กน้อยทันทีเมื่อเราเริ่มสังเกตด้วย APO ซึ่งลงเอยด้วยการเป็นจุดเริ่มต้นของการขนส่ง – เร็วกว่า 2 ชั่วโมง ซึ่งเกินกว่า 15 นาทีมาก หน้าต่างแห่งความไม่แน่นอนจากแบบจำลองของเรา"
Kepler-51d เป็นสมาชิกที่พองตัวที่สุดและแปลกประหลาดที่สุดในระบบ ดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นต่ำมากจำนวนมากสู่ดวงดาวด้วยความร้อนทำให้ก๊าซขยายตัว อย่างไรก็ตาม Kepler-51d มีวงโคจร 130 วัน ซึ่งรอบดาวฤกษ์ที่มีแสงสว่างน้อยกว่าดวงอาทิตย์ไม่ควรมีอุณหภูมิเกินปกติ อย่างไรก็ตามความหนาแน่นของมันก็ถือว่าพอเพียง0.0381 ก./ซม3ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ต่ำที่สุดที่เราพบ เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ความหนาแน่นของน้ำคือ 1 กรัม/ซม3, โลกมีค่า 5.5 กรัม/ซม3และดาวเสาร์ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นน้อยที่สุดในระบบสุริยะคือ 0.69 กรัม/ซม3-
ถึงกระนั้น แม้แต่ดาวเคราะห์ที่เบาขนาดนี้ก็ไม่ลอยเหมือนเมล็ดดอกแดนดิไลออนในสายลม มีเพียงการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงที่ 4 ที่ไม่เคยสงสัยมาก่อนเท่านั้นที่สามารถอธิบายความแตกต่างของเวลาได้ เช่นเดียวกับที่ดาวเนปจูนถูกค้นพบจากความผิดปกติในวงโคจรของดาวยูเรนัส
ผู้เขียนใช้ข้อมูลทั้งหมดที่รวบรวมจากระบบตลอด 14 ปีที่ผ่านมาสรุปว่าเคปเลอร์-51e อาจมีมวลน้อยกว่าโลกถึง 10 เท่า ทำให้มีความคล้ายคลึงกับดาวเคราะห์อีก 3 ดวง วงโคจรของมันน่าจะกินเวลานานถึง 264 วัน ซึ่งจะทำให้อุณหภูมิของมันค่อนข้างใกล้เคียงกับโลก แม้ว่า Keplter-51 จะสว่างขึ้น มันก็อาจไม่อยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้
เนื่องจากเราไม่ได้เห็นการเคลื่อนผ่านของเคปเลอร์-51e เราจึงไม่รู้ว่านี่คือดาวเคราะห์ที่มีซุปเปอร์พัฟอีกดวงหนึ่ง เป็นก๊าซยักษ์ทั่วๆ ไปอย่างดาวเนปจูน หรือ- นักวิจัยยังตั้งข้อสังเกตด้วยว่าพวกเขาไม่สามารถแยกแยะดาวเคราะห์ที่มีมวลมากขึ้นในวงโคจรที่ยาวกว่าได้ แม้ว่าพวกเขาจะพิจารณาว่ามีโอกาสน้อยกว่าก็ตาม
การมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงอื่นยังทำให้ผู้เขียนคำนวณมวลของดาวเคราะห์ 3 ดวงก่อนหน้านี้ใหม่ โดยเผยให้เห็นว่าอาจมีหนักกว่าที่คิดไว้เล็กน้อย โดยเฉพาะเคปเลอร์-51b เนื่องจากขนาดของพวกมันไม่เปลี่ยนแปลง นั่นทำให้พวกเขาหนาแน่นขึ้นเล็กน้อย แต่ไม่มากพอที่จะเปลี่ยนสถานะเป็นความผิดปกติร้ายแรงในโลกที่เรารู้จัก
ในขณะเดียวกัน ความแปลกประหลาดของระบบก็เพิ่มขึ้น ลิบบี-โรเบิร์ตส์กล่าวว่า “ดาวเคราะห์ซุปเปอร์พัฟนั้นค่อนข้างหายาก และเมื่อพวกมันเกิดขึ้น พวกมันก็มักจะเป็นเพียงดวงเดียวในระบบดาวเคราะห์” หากการพยายามอธิบายว่าซุปเปอร์พัฟสามดวงก่อตัวขึ้นในระบบเดียวนั้นยังท้าทายไม่เพียงพอ ตอนนี้เราต้องอธิบายดาวเคราะห์ดวงที่สี่ ไม่ว่าจะเป็นซุปเปอร์พัฟหรือไม่ และเราไม่สามารถแยกแยะดาวเคราะห์เพิ่มเติมในระบบได้เช่นกัน " ท้ายที่สุดแล้ว ดาวเคราะห์ทั้งสี่ดวงล้วนอยู่ใกล้ดาวฤกษ์ของมันมากกว่าโลกถึงดวงอาทิตย์อย่างมาก
เพื่อให้ดาวเคราะห์มีความหนาแน่นต่ำเท่ากับดาวเคราะห์ทั้งสามดวงในนั้น พวกมันจะต้องมีแกนกลางเล็กๆ และส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม เช่นเดียวกับก๊าซยักษ์รุ่นสุดโต่งอย่างมากมายในระบบของเราเอง แต่การรวมกันดังกล่าวน่าจะทำให้ก๊าซหลบหนีออกไปอย่างรวดเร็ว โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่ออยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากพอที่จะให้พลังงานปริมาณมาก
คำอธิบายเบื้องต้นเกี่ยวกับลักษณะพิเศษของระบบนี้เกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์ที่ก่อตัวที่ระยะห่างจากเคปเลอร์-51 คล้ายกับดาวพฤหัสจากดวงอาทิตย์ จากนั้นก็มี- แต่งานต่อไปทำให้เกิดความสงสัยในเรื่องนี้และคำถามก็ยังไม่มีคำตอบ สมมติฐานอีกข้อหนึ่งเสนอว่ามีวงแหวนขนาดยักษ์ที่บังแสงดาวฤกษ์ ทำให้ดาวเคราะห์ดูใหญ่ขึ้น แต่ไม่สามารถอธิบายได้ว่าทำไมวงแหวนทั้งสามจึงมีทิศทางที่ถูกต้อง เนื่องจากเคปเลอร์-51 มีโลหะมากกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย จึงไม่ควรเป็นไปได้ว่าจานที่อยู่รอบๆ จะขาดองค์ประกอบที่หนักกว่าซึ่งแกนจะก่อตัวได้
การศึกษานี้เผยแพร่แบบเปิดในวารสารดาราศาสตร์
