ยักษ์แก๊ส: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับดาวเคราะห์ชั้นนอก

Send

ดาวเคราะห์ของระบบสุริยะตามภาพคอมพิวเตอร์นาซ่า วงโคจรและขนาดไม่แสดงตามมาตราส่วน

(ภาพ: © NASA)

ยักษ์แก๊สเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่ประกอบด้วยก๊าซเป็นส่วนใหญ่เช่นไฮโดรเจนและฮีเลียมซึ่งมีแกนหินค่อนข้างเล็ก ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ใหญ่ของระบบสุริยะของเราคือดาวพฤหัสบดีดาวเสาร์ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูน ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ทั้งสี่นี้เรียกว่าดาวเคราะห์ดาวพฤหัสบดีหลังจากที่ดาวพฤหัสอาศัยอยู่ในส่วนนอกของระบบสุริยะผ่านวงโคจรของดาวอังคารและแถบดาวเคราะห์น้อย ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์มีขนาดใหญ่กว่าดาวยูเรนัสและเนปจูนอย่างมีนัยสำคัญและดาวเคราะห์แต่ละคู่มีองค์ประกอบที่แตกต่างกันบ้าง

แม้ว่าจะมีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เพียงสี่ดวงเท่านั้นในระบบสุริยะของเรา แต่นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวงโดยเฉพาะการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ของนาซ่า ดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้กำลังถูกตรวจสอบเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมว่าระบบสุริยะของเราเป็นอย่างไร

ข้อเท็จจริงพื้นฐาน

ดาวพฤหัสบดี เป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา มันมีรัศมีเกือบ 11 เท่าของโลก มันมีดวงจันทร์ 50 ดวงที่รู้จักกันดีและมี 17 ดวงที่รอการยืนยันจากองค์การนาซ่า ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่นั้นประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมล้อมรอบแกนหินและน้ำแข็งที่หนาแน่นซึ่งส่วนใหญ่เป็นดาวเคราะห์ไฮโดรเจนเหลวซึ่งสร้างสนามแม่เหล็กขนาดใหญ่ ดาวพฤหัสบดีสามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าและเป็นที่รู้จักกันในสมัยโบราณ บรรยากาศของมันประกอบด้วยไฮโดรเจนฮีเลียมแอมโมเนียและมีเธนเป็นส่วนใหญ่ [เกี่ยวข้อง: Planet Jupiter: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับขนาดดวงจันทร์และจุดแดง]

ดาวเสาร์ มีรัศมีประมาณเก้าเท่าของโลกและมีลักษณะเป็นวงแหวนขนาดใหญ่ วิธีการก่อตัวไม่เป็นที่รู้จัก มีดวงจันทร์ 53 ดวงที่รู้จักกันดีและอีกเก้าดวงกำลังรอการยืนยันอีกครั้ง มันประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียมล้อมรอบแกนกลางหนาแน่นและถูกติดตามโดยวัฒนธรรมโบราณเช่นเดียวกับดาวพฤหัสบดี บรรยากาศของมันคล้ายกับของดาวพฤหัสบดี [เกี่ยวข้อง: ดาวเคราะห์ดาวเสาร์: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับวงแหวน, ดวงจันทร์และขนาด]

ดาวมฤตยู มีรัศมีประมาณสี่เท่าของโลก มันเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่เอียงไปทางด้านข้างและยังหมุนไปทางด้านหลังสัมพันธ์กับดาวเคราะห์ทุกดวง แต่ดาวศุกร์หมายถึงการชนครั้งใหญ่ทำให้กระจัดกระจายไปเมื่อนานมาแล้ว ดาวเคราะห์ดวงนี้มีดวงจันทร์ 27 ดวงและชั้นบรรยากาศนั้นประกอบด้วยไฮโดรเจนฮีเลียมและมีเธนตามที่นาซ่าระบุ มันถูกค้นพบโดย William Herschel ในปี ค.ศ. 1781 [เกี่ยวข้อง: ดาวเคราะห์ดาวยูเรนัส: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับชื่อดวงจันทร์และวงโคจรของมัน]

เกตุ ยังมีรัศมีประมาณสี่เท่าของโลก เช่นเดียวกับดาวยูเรนัสบรรยากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนฮีเลียมและมีเธน มันมีดวงจันทร์ที่ยืนยันแล้ว 13 ดวงและอีกหนึ่งดวงกำลังรอการยืนยันตามที่องค์การนาซ่าระบุ มันถูกค้นพบโดยคนหลายคนในปี 1846 [เกี่ยวข้อง: ดาวเคราะห์เนปจูน: ข้อเท็จจริงเกี่ยวกับวงโคจรของมันดวงจันทร์และแหวน]

Super-Earths: นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ "ซูเปอร์เอิร์ ธ " จำนวนมาก (ดาวเคราะห์ที่มีขนาดระหว่างโลกกับเนปจูน) ในระบบสุริยะอื่น ๆ ไม่มีซุปเปอร์ - เอิร์ ธ ที่รู้จักในระบบสุริยะของเราเองแม้ว่านักวิทยาศาสตร์บางคนคาดการณ์ว่าอาจจะมี "ดาวเคราะห์เก้า" ซุ่มอยู่ที่ด้านนอกของระบบสุริยะของเรา นักวิทยาศาสตร์กำลังศึกษาดาวเคราะห์ประเภทนี้เพื่อเรียนรู้ว่าซุปเปอร์เอิร์ ธ เป็นเหมือนดาวเคราะห์ยักษ์ขนาดเล็กหรือดาวเคราะห์นอกระบบขนาดใหญ่

การก่อตัวและความคล้ายคลึงกัน

นักดาราศาสตร์คิดว่าพวกยักษ์ใหญ่ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์หินและน้ำแข็งที่คล้ายกับดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน อย่างไรก็ตามขนาดของแกนกลางทำให้ดาวเคราะห์เหล่านี้ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์) สามารถจับไฮโดรเจนและฮีเลียมออกจากก้อนเมฆก๊าซซึ่งดวงอาทิตย์กำลังควบแน่นก่อนที่ดวงอาทิตย์จะก่อตัวและพัดเอาก๊าซส่วนใหญ่ออกไป

เนื่องจากดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนมีขนาดเล็กลงและมีวงโคจรที่ใหญ่กว่ามันจึงยากที่จะรวบรวมไฮโดรเจนและฮีเลียมได้อย่างมีประสิทธิภาพเท่ากับดาวพฤหัสและดาวเสาร์ สิ่งนี้น่าจะอธิบายได้ว่าทำไมมันมีขนาดเล็กกว่าดาวเคราะห์ทั้งสอง บนพื้นฐานร้อยละบรรยากาศของพวกเขามี "มลพิษ" มากกว่าด้วยองค์ประกอบที่หนักกว่าเช่นมีเธนและแอมโมเนียเพราะพวกมันมีขนาดเล็กกว่ามาก

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันดวง สิ่งเหล่านี้จำนวนมากเกิดขึ้นเป็น "จูปิเตอร์ร้อน" หรือดาวก๊าซยักษ์ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่อย่างยิ่ง (โลกหินมีอยู่มากมายในจักรวาลตามการประเมินจากเคปเลอร์) นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อาจเคลื่อนที่ไปมาในวงโคจรก่อนที่จะเข้าสู่วงโคจรปัจจุบัน แต่พวกเขาย้ายไปมากแค่ไหนยังคงเป็นเรื่องของการอภิปราย

มีดวงจันทร์หลายสิบรอบดาวเคราะห์ยักษ์ หลายคนก่อตัวขึ้นในเวลาเดียวกับดาวเคราะห์ของพวกมันซึ่งบอกเป็นนัยว่าดาวเคราะห์หมุนไปในทิศทางเดียวกันกับดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้เส้นศูนย์สูตร (เช่น Jovian moons ขนาดใหญ่ Io, Europa, Ganymede และ Callisto) แต่ก็มีข้อยกเว้น

พระจันทร์ดวงหนึ่งของเนปจูนไทรทันโคจรรอบดาวเคราะห์ตรงข้ามกับทิศทางเนปจูนหมุนซึ่งหมายความว่าไทรทันถูกจับบางทีอาจเป็นเพราะบรรยากาศที่ใหญ่กว่าครั้งหนึ่งของเนปจูนเมื่อผ่านไป และมีดวงจันทร์เล็ก ๆ จำนวนมากในระบบสุริยจักรวาลที่หมุนไปไกลจากเส้นศูนย์สูตรของดาวเคราะห์ซึ่งหมายความว่าพวกมันถูกขัดขวางด้วยแรงโน้มถ่วงอันมหาศาล

การวิจัยปัจจุบัน

ดาวพฤหัสบดี: ยานอวกาศจูโนของนาซ่ามาถึงดาวเคราะห์ในปี 2559 และได้ค้นพบหลายอย่างแล้ว มันศึกษาวงแหวนของดาวเคราะห์ซึ่งเป็นเรื่องยากที่จะบรรลุเพราะมันอยู่ไกลกว่าดาวเสาร์ จูโนค้นพบว่าอนุภาคที่มีอิทธิพลต่อออโรร่าของดาวพฤหัสบดีนั้นแตกต่างจากบนโลก นอกจากนี้ยังเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับบรรยากาศเช่นการค้นหาหิมะที่เล็ดลอดออกมาจากก้อนเมฆในระดับสูง ในขณะเดียวกันนักวิทยาศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ทำการศึกษารายละเอียดจุดแดงใหญ่ของดาวพฤหัสบดีโดยดูว่ามันหดตัวและเข้มขึ้นในสี

ดาวเสาร์: ยานอวกาศของแคสสินีใช้เวลามากกว่าหนึ่งทศวรรษในการสำรวจดาวเสาร์ในปี 2560 แต่วิทยาศาสตร์แคสสินียังคงดำเนินการอยู่เป็นอย่างมากเนื่องจากนักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์งานจากดาวเสาร์มาหลายปี ในเดือนต่อมาภารกิจตรวจสอบแรงโน้มถ่วงและสนามแม่เหล็กของดาวเสาร์มองที่วงแหวนจากมุมที่แตกต่างจากก่อนหน้านี้และพุ่งเข้าสู่ชั้นบรรยากาศอย่างจงใจ (การเคลื่อนไหวที่จะเปิดเผยเพิ่มเติมเกี่ยวกับโครงสร้างของชั้นบรรยากาศ)

ดาวยูเรนัส: พายุของดาวยูเรนัสเป็นเป้าหมายที่พบบ่อยสำหรับทั้งกล้องโทรทรรศน์ระดับมืออาชีพและนักดาราศาสตร์สมัครเล่นซึ่งคอยตรวจสอบว่าพวกมันมีวิวัฒนาการและเปลี่ยนแปลงอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป นักวิทยาศาสตร์ยังสนใจที่จะเรียนรู้เกี่ยวกับโครงสร้างของวงแหวนและบรรยากาศที่สร้างขึ้น ดาวยูเรนัสอาจมีดาวเคราะห์น้อยโทรจันหลายดวง (ดาวเคราะห์น้อยในวงโคจรเดียวกับดาวเคราะห์) ครั้งแรกที่พบในปี 2013

ดาวเนปจูน: พายุบนดาวเนปจูนเป็นเป้าหมายในการสังเกตที่ได้รับความนิยมอีกทั้งในปี 2561 การสังเกตการณ์เหล่านั้นก็เกิดผลอีกครั้ง ผลงานจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลแสดงให้เห็นว่าพายุอันยาวนานกำลังหดตัวอย่างรุนแรง นักวิจัยกล่าวว่าพายุกำลังสลายไปแตกต่างจากที่คาดไว้ซึ่งแสดงให้เห็นว่าความเข้าใจของเราเกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของดาวเนปจูนยังคงต้องมีการปรับแต่ง

ดาวเคราะห์นอกระบบ: กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินจำนวนมากค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ นอกจากนี้ยังมีภารกิจอวกาศอีกหลายภารกิจที่ดำเนินการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบเช่นเคปเลอร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ มีการวางแผนปฏิบัติภารกิจใหม่ ๆ อย่างต่อเนื่องเช่นดาวเทียมสำรวจ NASA Transiting Exoplanet Survey (TESS) ในปี 2561 กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของนาซ่าในปี 2563 PLAnetary Transits และ Oscillations of Plast (PLATO) ในปี 2026 และ Atmospheric Remote- ของ ESA การสำรวจอวกาศสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบขนาดใหญ่ (เอเรียล) ในปี 2028

แหล่งข้อมูลเพิ่มเติม