ในช่วง 21 ปีที่ผ่านมากล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้รวบรวมข้อมูลจำนวนมากด้วยศูนย์เก็บถาวรฮับเบิลซึ่งบรรจุดีวีดีประมาณ 18 ดีวีดีทุกสัปดาห์ในชีวิตของกล้องโทรทรรศน์ ขณะนี้ด้วยเทคนิคการขุดข้อมูลที่ได้รับการปรับปรุงการวิเคราะห์ภาพ HST ใหม่อย่างเข้มข้นจากปี 1998 ได้เปิดเผยสมบัติที่ซ่อนอยู่บางส่วนก่อนหน้านี้ดาวเคราะห์นอกระบบที่ตรวจไม่พบ
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าการค้นพบนี้ช่วยพิสูจน์วิธีการใหม่ในการล่าดาวเคราะห์โดยใช้ข้อมูลฮับเบิลที่เก็บถาวร นอกจากนี้การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบเพิ่มเติมในข้อมูลฮับเบิลช่วยให้พวกเขาเปรียบเทียบข้อมูลการเคลื่อนที่ของวงโคจรก่อนหน้ากับการสำรวจล่าสุด
นักดาราศาสตร์ตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบที่มองไม่เห็นก่อนหน้านี้ได้อย่างไรและสามารถนำวิธีการดังกล่าวไปใช้กับชุดข้อมูล HST อื่น ๆ ได้อย่างไร?
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ดาวเคราะห์นอกระบบที่ซ่อนเร้นถูกเปิดเผยในข้อมูล HST - ในปี 2009 David Lafreniere แห่งมหาวิทยาลัยมอนทรีออลได้กู้คืนข้อมูลดาวเคราะห์นอกระบบที่ซ่อนอยู่ในภาพ Hubble ของ HR 8799 ภาพ HST ที่ Lafreniere ศึกษาถูกถ่ายในปี 1998 และสเปกโตรมิเตอร์แบบหลายวัตถุ (NICMOS) ดาวเคราะห์นอกสุดที่โคจรรอบ HR 8799 ถูกระบุและแสดงให้เห็นถึงพลังของเทคนิคการประมวลผลข้อมูลใหม่ที่สามารถยั่วยุดาวเคราะห์ดวงจาง ๆ ออกจากดาวฤกษ์ศูนย์กลางของพวกมัน
ขณะนี้มีดาวเคราะห์ยักษ์สี่ดวงที่รู้จักกันว่าโคจรรอบ HR 8799 ซึ่งเป็นดาวเคราะห์สามดวงแรกที่ค้นพบเมื่อปี 2550/2551 ในรูปใกล้อินฟราเรดที่ถ่ายด้วยเครื่องมือที่ W.M. หอดูดาว Keck และกล้องโทรทรรศน์ Gemini North โดย Christian Marois จากสภาวิจัยแห่งชาติในแคนาดา ในปี 2010 Marois และทีมของเขาได้ค้นพบดาวเคราะห์ดวงที่สี่สุดในสุด สิ่งที่ทำให้ระบบ HR 8799 มีความพิเศษคือมันเป็นระบบดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์นอกระบบหลายดวงเพียงระบบเดียวที่ถูกถ่ายภาพโดยตรง
การวิเคราะห์ใหม่โดย Remi Soummer จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศได้ค้นพบดาวเคราะห์นอกทั้งสามดวง น่าเสียดายที่ดาวเคราะห์วงในสุดที่สี่อยู่ใกล้กับ HR 8799 และไม่สามารถถ่ายภาพที่ไม่ชัดเจนเนื่องจากกลุ่ม NICMOS ที่ปิดกั้นแสงกลางดาว
เมื่อนักดาราศาสตร์ศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบด้วยการถ่ายภาพโดยตรงพวกมันศึกษาภาพที่ถ่ายกันหลายปี - ไม่เหมือนกับวิธีที่ใช้ในการค้นหาดาวพลูโตและดาวเคราะห์แคระอื่น ๆ ในระบบสุริยะของเราอย่าง Eris การทำความเข้าใจกับวงโคจรในระบบดาวเคราะห์หลายดวงนั้นมีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากดาวเคราะห์ขนาดใหญ่สามารถส่งผลกระทบต่อวงโคจรของดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้เคียงในระบบ “ จากภาพฮับเบิลเราสามารถระบุรูปร่างของวงโคจรของพวกมันซึ่งนำข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับความเสถียรของระบบมวลดาวเคราะห์และความเยื้องศูนย์กลางและความเอียงของระบบ” โซมเมอร์กล่าว
การทำให้การศึกษายากเป็นวงโคจรที่ยาวมากของดาวเคราะห์ชั้นนอกทั้งสามซึ่งมีระยะเวลาประมาณ 100, 200 และ 400 ปีตามลำดับ ระยะเวลาในการโคจรที่ยาวนานนั้นต้องการเวลาในการสร้างการเคลื่อนไหวที่เพียงพอสำหรับนักดาราศาสตร์ในการศึกษา อย่างไรก็ตามในกรณีนี้ช่วงเวลาเพิ่มจากข้อมูลฮับเบิลช่วยได้มาก “ เอกสารเก่าทำให้เรามีวิทยาศาสตร์ 10 ปีในตอนนี้” Soummer กล่าว “ หากไม่มีข้อมูลนี้เราจะต้องรออีกสิบปี เป็นวิทยาศาสตร์ฟรี 10 ปี”
เมื่อพิจารณาจากระยะเวลาการโคจร 400 ปีในรอบสิบปีที่ผ่านมาดาวเคราะห์นอกระบบแทบจะไม่เปลี่ยนตำแหน่ง “ แต่ถ้าเราไปยังดาวเคราะห์วงในถัดไปเราจะเห็นวงโคจรนิดหน่อยและดาวเคราะห์วงในชั้นที่สามเราเห็นการเคลื่อนไหวมากมาย” Soummer กล่าว
เมื่อวิเคราะห์ข้อมูล HST ดั้งเดิมแล้ววิธีการที่ใช้ในการตรวจสอบดาวเคราะห์นอกระบบเช่นวงโคจร HR 8799 นั้นไม่สามารถใช้ได้ เทคนิคในการลบแสงออกจากดาวฤกษ์แม่ยังคงทิ้งแสงตกค้างไว้ซึ่งทำให้ดาวเคราะห์นอกระบบจางหายไป Soummer และทีมของเขาปรับปรุงวิธีการก่อนหน้านี้และใช้มากกว่าสี่ร้อยภาพจากกว่า 10 ปีของการสังเกตการณ์ NICMOS
การปรับปรุงเทคนิคก่อนหน้ารวมถึงการเพิ่มความคมชัดและลดแสงดาวที่เหลือให้น้อยที่สุด โซมเมอร์และทีมของเขาประสบความสำเร็จในการกำจัดจุดหักเหของแสงซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ระบบถ่ายภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์มือสมัครเล่นและมืออาชีพประสบ ด้วยเทคนิคที่ได้รับการปรับปรุง Soummer และทีมของเขาสามารถมองเห็นดาวเคราะห์วงในสองชั้นของ HR 8799 สองดวงซึ่งมีความสว่างประมาณ 1 / 100,000th ของดาวฤกษ์แม่ในอินฟาเรด
Soummer ได้วางแผนที่จะวิเคราะห์ดาวฤกษ์อีก 400 ดวงในคลัง NICMOS ด้วยเทคนิคเดียวกันซึ่งแสดงให้เห็นถึงพลังของการเก็บข้อมูลกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล มีดาวเคราะห์นอกระบบอีกกี่ดวงที่ค้นพบว่ามีใครเดาได้
การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่เหล่านี้พิสูจน์ให้เห็นว่าแม้หลังจาก HST จะไม่ทำงานอีกต่อไปข้อมูลของฮับเบิลก็ยังคงมีอยู่และนักวิทยาศาสตร์จะพึ่งพาการเปิดเผยของฮับเบิลเป็นเวลาหลายปี
ที่มา: การอัพเดทภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล
