การวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบยังคงเติบโตอย่างก้าวกระโดด ขอบคุณภารกิจเช่นนี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์มากกว่าสี่พัน
ยกตัวอย่างเช่นกลุ่มนักดาราศาสตร์สามารถถ่ายภาพพื้นผิวของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวแคระแดงเป็นครั้งแรก การใช้ข้อมูลจาก NASA กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ทีมสามารถให้เหลือบที่หายากที่เงื่อนไขบนพื้นผิวของดาวเคราะห์ และในขณะที่เงื่อนไขเหล่านั้นค่อนข้างไม่เอื้ออำนวย - คล้ายกับบางอย่างเช่นฮาเดส แต่มีอากาศหายใจน้อยลง - นี่แสดงถึงความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ
ตามที่ระบุในการศึกษาซึ่งเพิ่งปรากฏในวารสาร ธรรมชาติดาวเคราะห์ที่พวกเขาสำรวจพบ (LHS 3844b) เป็นวัตถุบนพื้นโลก (aka. rocky) ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ประเภท M (ดาวแคระแดง) ที่อยู่ห่างจากโลก 48.6 ปีแสง ดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกค้นพบครั้งแรกโดย Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) ในปี 2018 มีรัศมี 1.3 เท่าของโลกและโคจรรอบดาวฤกษ์ด้วยระยะเวลา 11 วัน
ชื่อของ TESS ตรวจพบดาวเคราะห์โดยใช้วิธีการผ่านหน้าซึ่งจุดที่ดาวฤกษ์ส่องสว่างเป็นระยะบ่งชี้ว่าดาวเคราะห์กำลังผ่านหน้ามัน (อาคาการเปลี่ยนผ่าน) ที่สัมพันธ์กับผู้สังเกตการณ์ ระหว่างการสังเกตติดตามโดยใช้ข้อมูลจาก สปิตเซอร์กล้องอินฟราเรดอาเรย์ (IRAC) ของทีมสามารถตรวจจับแสงสำหรับพื้นผิวของ LHS 3844b
โดยปกตินี่เป็นโอกาสที่ยากเนื่องจากแสงที่สะท้อนจากพื้นผิวดาวเคราะห์ถูกจมลงโดยแสงที่สว่างกว่ามากซึ่งมาจากดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตามเนื่องจากดาวเคราะห์โคจรรอบเช่นนั้น
การสังเกตนี้เป็นครั้งแรก สปิตเซอร์ ข้อมูลสามารถให้ข้อมูลเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์โลกรอบดาวแคระ M-type สิ่งนี้น่าสนับสนุนเป็นพิเศษเนื่องจากดาวแคระ M-type เป็นดาวฤกษ์ที่พบมากที่สุดในจักรวาลคิดเป็น 75% ของดาวฤกษ์ในทางช้างเผือก พวกเขายังมีอายุยืนยาวที่สุดซึ่งสามารถอยู่ในลำดับหลักได้นานถึง 10 ล้านล้านปี
น่าเสียดายที่ผลลัพธ์นั้นน้อยกว่าการกระตุ้นเท่าที่การค้นหาดาวเคราะห์ที่มีศักยภาพ ขึ้นอยู่กับวงโคจรของดาวเคราะห์และข้อมูลที่ได้จาก สปิตเซอร์ดาวเคราะห์มีบรรยากาศเพียงเล็กน้อยถึงไม่มีเลยและมีแนวโน้มว่าจะถูกปกคลุม
สิ่งนี้อนุมานได้โดยการใช้ albedo ของผิว LHS 3844b (เช่นการสะท้อนแสง) ซึ่งค่อนข้างมืด Renyu Hu นักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบที่ Jet Propulsion Laboratory ของ NASA และผู้เขียนร่วมทำการศึกษาสรุปกับเพื่อนร่วมงานของเขาว่าสิ่งนี้น่าจะเป็นผลมาจากการปกคลุมพื้นผิวด้วยหินบะซอลต์ซึ่งเป็นหินภูเขาไฟชนิดหนึ่ง
“ เรารู้ว่าเป็นม้าแห่งดวงจันทร์
การค้นพบที่น้อยกว่าการกระตุ้นอีกอย่างหนึ่งคือการถ่ายเทความร้อนเล็กน้อยที่เกิดขึ้นระหว่างกลางวันและกลางคืน ทีมได้เรียนรู้สิ่งนี้โดยการวัดความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างสองด้านของดาวเคราะห์ ในแง่นี้ LHS 3844b นั้นเปรียบได้กับดาวพุธและดวงจันทร์อีกครั้ง - ร่างสองร่างที่ไม่มีชั้นบรรยากาศและมีการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิอย่างมากระหว่างกลางวันและกลางคืน
ในฐานะที่เป็น Laura Kreidberg นักวิจัยที่ศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ดและสมิ ธ โซเนียน (CfA) และผู้เขียนนำการศึกษาใหม่ - อธิบายการขาดบรรยากาศเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดสำหรับความแปรปรวนรุนแรงที่พวกเขาเห็น “ อุณหภูมิที่แตกต่างบนโลกใบนี้มันใหญ่มากอย่างที่มันเป็นได้ “ นั่นเข้ากับรูปแบบของเราอย่างสวยงาม
ถึงกระนั้นความหมายของการศึกษาครั้งนี้ก็ค่อนข้างลึกซึ้ง นอกเหนือจากนี้เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์สามารถถ่ายภาพพื้นผิวของดาวเคราะห์หินที่โคจรรอบดาวแคระแดง (ความสำเร็จครั้งยิ่งใหญ่ในด้านขวาของมันเอง) มันอาจแสดงให้เห็นว่าบรรยากาศของดาวเคราะห์นั้นหายไปตามกาลเวลาอย่างไร สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งเมื่อพูดถึงการค้นหาความเป็นไปได้
พิจารณาดาวอังคารหรือที่เรียกว่า "Earth's Twin" ในขณะที่โลกมีการจัดการเพื่อรักษาชั้นบรรยากาศและ (เป็นผล) น้ำบนพื้นผิวของมันดาวอังคารสูญเสียบรรยากาศในช่วงเวลาหลายพันล้านปีจนถึงจุดที่มันมีแรงดันบรรยากาศของโลกประมาณ 0.5% นี่คือสาเหตุที่ดาวอังคารสูญเสียสนามแม่เหล็กในไม่ช้าหลังจากที่ดาวเคราะห์ก่อตัวและเย็นลง
ด้วยเหตุนี้พื้นผิวของดาวอังคารจึงเกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศอย่างรุนแรงซึ่งน้ำบนผิวดินทั้งหมดได้สูญเสียไป การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบที่เป็นหินซึ่งสูญเสียชั้นบรรยากาศโดยเฉพาะที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่พบมากที่สุดในจักรวาล
“ เรามีทฤษฎีมากมายเกี่ยวกับวิธีการที่ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์โคจรรอบดาวแคระ M แต่เราไม่สามารถศึกษาทฤษฎีเหล่านี้ได้ ตอนนี้ด้วย LHS 3844b เรามีดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราซึ่งเป็นครั้งแรกที่เราสามารถตรวจสอบอย่างสังเกตได้ว่าไม่มีบรรยากาศอยู่”
เมื่อเปรียบเทียบกับดวงอาทิตย์ของเรา (ดาวแคระเหลือง G-type) ดาวแคระแดงชนิด M จะเปล่งแสงโดยรวมน้อยกว่า แต่มีรังสีอัลตราไวโอเลตในระดับสูง สิ่งนี้ไม่เพียง แต่จะเป็นอันตรายต่อชีวิตในขนาดที่สูง แต่ยังสามารถทำลายชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ ยิ่งกว่านั้นดาวแคระแดงยังมีความรุนแรงในวัยเยาว์และก่อให้เกิดเปลวไฟจำนวนมากซึ่งส่งผลให้เกิดการระเบิดของรังสีและอนุภาคที่สามารถแยกชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ออกไป
ได้รับการศึกษาล่าสุดนี้ไม่ได้สร้างแรงบันดาลใจให้กับดาวเคราะห์หินที่โคจรรอบดาวฤกษ์ประเภท M และเนื่องจากมีงานวิจัยที่บ่งชี้ว่าระบบดาวแคระแดงอาจเป็นสถานที่ที่มีโอกาสมากที่สุดในการค้นหาดาวเคราะห์หินที่โคจรอยู่ในเขตเอื้ออาศัย (HZ) ของดาวมันจึงไม่ดีพอสำหรับการศึกษาความเป็นอยู่ แต่ดังที่ Kreidberg กล่าวว่าการค้นพบนี้ไม่ได้เป็นสากล:
“ ฉันยังหวังว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นรอบดาวแคระ M จะสามารถรักษาบรรยากาศของพวกมันไว้ได้ ดาวเคราะห์ภาคพื้นดินในระบบสุริยะของเรานั้นมีความหลากหลายอย่างมากและฉันคาดหวังว่ามันจะเป็นจริงสำหรับระบบดาวเคราะห์นอกระบบ”
ในระหว่างนี้นักดาราศาสตร์ได้รับความสนใจจากผลของการศึกษานี้เพราะมันมีความหมายอย่างไรต่อการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ ในปีที่ผ่านมาการเปิดตัวของ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ - ซึ่งมีความสามารถในการถ่ายภาพ IR ขั้นสูงมากขึ้น - จะช่วยให้การศึกษาการถ่ายภาพโดยตรงของดาวเคราะห์หินที่โคจรรอบดาวแคระแดง
สิ่งเหล่านี้รวมถึง Proxima b ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ที่สุดนอกเหนือจากระบบสุริยะของเราและระบบดาวเคราะห์เจ็ดดวงของ TRAPPIST-1 แล้ว, Spizter ได้ใช้เครื่องมือ IRAC ในการรวบรวมข้อมูลในระบบ TRAPPIST-1 ซึ่งเปิดเผยว่าบางคนมีแนวโน้มที่จะมีน้ำแข็ง นอกจากนี้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินหลายแห่งจะเปิดตัวทางออนไลน์ในทศวรรษหน้าซึ่งจะอนุญาตให้มีการศึกษาการถ่ายภาพโดยตรงของดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ใกล้เคียง
ทันเวลาด้วยเช่นกันเนื่องจาก NASA มีแผนที่จะยุติ สปิตเซอร์/ การดำเนินงาน IRAC ภายในเดือนกุมภาพันธ์ 2563 เป็นมาตรการประหยัดค่าใช้จ่าย ชอบมาก ฮับเบิล และ เคปเลอร์, สปิตเซอร์ ได้ช่วยชี้ทางไปสู่การค้นพบในอนาคต!
