ให้ความรู้เกี่ยวกับน้ำ

ทีมงานซึ่งนำโดยนักศึกษาระดับปริญญาเอก Caroline Piaulet จากสถาบัน Trottier Institute for Research on Exoplanets (iREx) ที่ Université de Montréal ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับระบบดาวเคราะห์ที่เรียกว่า Kepler-138 ในวารสาร Nature Astronomy วันนี้ Piaulet ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมวิจัยของ Björn Benneke ได้สังเกตดาวเคราะห์นอกระบบ Kepler-138c และ Kepler-138d ด้วยกล้องฮับเบิลของ NASA และกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer ที่ปลดประจำการแล้ว และค้นพบว่าดาวเคราะห์ซึ่งมีขนาดประมาณหนึ่งเท่าครึ่งของโลก - อาจประกอบด้วยน้ำเป็นส่วนใหญ่ ดาวเคราะห์เหล่านี้และดาวเคราะห์คู่หูที่อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ Kepler-138b ถูกค้นพบก่อนหน้านี้โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ของ NASA ไม่สามารถตรวจจับน้ำได้โดยตรง แต่จากการเปรียบเทียบขนาดและมวลของดาวเคราะห์กับแบบจำลอง พวกเขาสรุปได้ว่าสัดส่วนที่มีนัยสำคัญ - ถึงครึ่งหนึ่งของปริมาตร - ควรทำจากวัสดุที่เบากว่าหินแต่หนักกว่า มากกว่าไฮโดรเจนหรือฮีเลียม (ซึ่งประกอบเป็นดาวเคราะห์แก๊สยักษ์อย่างดาวพฤหัสบดี) วัสดุที่พบมากที่สุดของผู้สมัครเหล่านี้คือน้ำ Benneke อธิบาย "ก่อนหน้านี้เราคิดว่าดาวเคราะห์ที่ใหญ่กว่าโลกเล็กน้อยเป็นลูกบอลโลหะและหินขนาดใหญ่ เหมือนกับโลกที่ขยายขนาดขึ้น และนั่นคือเหตุผลที่เราเรียกมันว่าซุปเปอร์เอิร์ธ" Benneke อธิบาย "อย่างไรก็ตาม ขณะนี้เราได้แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ทั้งสองดวงนี้ ได้แก่ Kepler-138c และ d มีลักษณะที่แตกต่างกันค่อนข้างมาก โดยส่วนใหญ่ของปริมาตรทั้งหมดน่าจะประกอบด้วยน้ำ นี่เป็นครั้งแรกที่เราสังเกตเห็นดาวเคราะห์ที่สามารถระบุได้อย่างมั่นใจ เป็นโลกน้ำ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ประเภทหนึ่งที่นักดาราศาสตร์ตั้งทฤษฎีไว้ว่าจะอยู่มาช้านาน" ด้วยปริมาตรที่มากกว่าโลกถึงสามเท่าและมีมวลมากกว่าโลกถึงสองเท่า ดาวเคราะห์ c และ d จึงมีความหนาแน่นต่ำกว่าโลกมาก สิ่งนี้น่าประหลาดใจเพราะดาวเคราะห์ส่วนใหญ่มีขนาดใหญ่กว่าโลกเล็กน้อยที่ได้รับการศึกษาอย่างละเอียดจนถึงตอนนี้ทั้งหมดดูเหมือนจะเป็นโลกที่เต็มไปด้วยหินเช่นเดียวกับเรา นักวิจัยกล่าวว่าการเปรียบเทียบดาวเคราะห์ทั้งสองดวงที่ใกล้เคียงที่สุดน่าจะเป็นดวงจันทร์น้ำแข็งบางส่วนในระบบสุริยะชั้นนอกที่ประกอบด้วยน้ำเป็นส่วนใหญ่ล้อมรอบแกนกลางที่เป็นหิน "ลองนึกภาพดวงจันทร์ยูโรปาหรือเอนเซลาดัสที่มีขนาดใหญ่ขึ้น ซึ่งเป็นดวงจันทร์ที่เต็มไปด้วยน้ำซึ่งโคจรรอบดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ แต่กลับเข้าใกล้ดาวฤกษ์ของพวกมันมากขึ้น" ปิโอเลต์อธิบาย "แทนที่จะเป็นพื้นผิวน้ำแข็ง Kepler-138 c และ d จะห่อหุ้มไอ น้ำ ขนาดใหญ่ไว้" นักวิจัยเตือนว่าดาวเคราะห์อาจไม่มีมหาสมุทรเหมือนบนโลกโดยตรงที่พื้นผิวดาวเคราะห์ "อุณหภูมิในชั้นบรรยากาศของ Kepler-138c และ Kepler-138d นั้นน่าจะสูงกว่าจุดเดือดของน้ำ และเราคาดว่าจะมีชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นและหนาแน่นซึ่งเกิดจากไอน้ำบนดาวเคราะห์เหล่านี้ ภายใต้ชั้นบรรยากาศไอน้ำนั้นเท่านั้นที่อาจมีน้ำของเหลวที่ความดันสูง หรือแม้กระทั่งน้ำในอีกเฟสหนึ่งซึ่งเกิดขึ้นที่ความดันสูงที่เรียกว่าของไหลวิกฤตยิ่งยวด" Piaulet กล่าว เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมอื่นของมหาวิทยาลัยมอนทรีออลพบดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งที่เรียกว่า TOI-1452 b ซึ่งอาจถูกปกคลุมด้วยมหาสมุทรที่เป็นของเหลว แต่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ของ NASA เพื่อศึกษาชั้นบรรยากาศและยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงนี้ มหาสมุทร. ดาวเคราะห์นอกระบบดวงใหม่ในระบบ ในปี 2014 ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ของ NASA ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถประกาศการตรวจพบดาวเคราะห์ 3 ดวงที่โคจรรอบเคปเลอร์-138 ซึ่งเป็นดาวแคระแดงในกลุ่มดาวไลรา สิ่งนี้มีพื้นฐานมาจากการจุ่มลงของแสงดาวที่วัดได้ในขณะที่ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ผ่านจากดาวฤกษ์ของพวกมันไปชั่วขณะ Benneke และเพื่อนร่วมงานของเขา Diana Dragomir จากมหาวิทยาลัย New Mexico ได้เกิดแนวคิดในการสังเกตการณ์ระบบดาวเคราะห์อีกครั้งด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble และ Spitzer ระหว่างปี 2014 ถึง 2016 เพื่อติดตามการผ่านหน้าของ Kepler-138d ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สามใน ระบบเพื่อศึกษาบรรยากาศของมัน ในขณะที่การสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ของ NASA ก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นเพียงการผ่านหน้าของดาวเคราะห์ขนาดเล็กสามดวงรอบๆ Kepler-138 Piaulet และทีมงานของเธอรู้สึกประหลาดใจที่พบว่าการสำรวจของฮับเบิลและสปิตเซอร์บ่งชี้ว่ามีดาวเคราะห์ดวงที่สี่ในระบบ นั่นคือ Kepler-138e ดาวเคราะห์ที่เพิ่งค้นพบนี้มีขนาดเล็กและอยู่ห่างจากดาวฤกษ์มากกว่าอีกสามดวง ใช้เวลา 38 วันในการโคจรจนครบ ดาวเคราะห์ดวงนี้อยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้ของดาวฤกษ์ ซึ่งเป็นเขตอบอุ่นที่ดาวเคราะห์ได้รับความร้อนในปริมาณที่พอเหมาะจากดาวฤกษ์ที่เย็นกว่า โดยจะไม่ร้อนหรือเย็นเกินไปจนสามารถมีน้ำในสถานะของเหลวได้ อย่างไรก็ตาม ลักษณะของดาวเคราะห์เพิ่มเติมที่เพิ่งพบนี้ยังคงเป็นคำถามเปิดอยู่ เพราะดูเหมือนว่ามันจะไม่เคลื่อนผ่านดาวฤกษ์แม่ของมัน การสังเกตการผ่านหน้าของดาวเคราะห์นอกระบบจะทำให้นักดาราศาสตร์สามารถระบุขนาดของมันได้ ด้วยภาพ Kepler-138e ในขณะนี้ มวลของดาวเคราะห์ที่รู้จักก่อนหน้านี้ถูกวัดอีกครั้งด้วยวิธีการเปลี่ยนแปลงจังหวะเวลาผ่านหน้า ซึ่งประกอบด้วยการติดตามความแปรผันเล็กน้อยในช่วงเวลาที่แม่นยำของการเคลื่อนผ่านของดาวเคราะห์หน้าดาวฤกษ์ของพวกมันซึ่งเกิดจาก แรงดึงดูดของดาวเคราะห์ดวงอื่นที่อยู่ใกล้เคียง นักวิจัยมีสิ่งที่น่าประหลาดใจอีกอย่างคือ พวกเขาพบว่าโลกน้ำ 2 ดวงอย่าง Kepler-138c และ d เป็นดาวเคราะห์ "แฝด" ที่มีขนาดและมวลเท่ากัน ขณะที่ก่อนหน้านี้เคยคิดว่าแตกต่างกันอย่างมาก ดาวเคราะห์ที่ใกล้เข้ามาอย่าง Kepler-138b ได้รับการยืนยันว่าเป็นดาวเคราะห์มวลเท่าดาวอังคารขนาดเล็ก ซึ่งเป็นหนึ่งในดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่เล็กที่สุดที่รู้จักจนถึงปัจจุบัน "เมื่อเครื่องมือและเทคนิคของเรามีความไวมากพอที่จะค้นหาและศึกษาดาวเคราะห์ที่อยู่ไกลจากดาวฤกษ์ของพวกมัน เราอาจเริ่มค้นหาโลกน้ำอย่าง Kepler-138 c และ d มากขึ้น" เบนเนเก้สรุป