แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับการเปลี่ยนดาวเคราะห์ XO-1b คลิกเพื่อดูภาพขยาย
นักดาราศาสตร์สมัครเล่นได้ใช้อุปกรณ์ราคาไม่แพงเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีที่โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ห่างออกไป 600 ปีแสง กล้องโทรทรรศน์อัตโนมัติตรวจพบดาวสว่างนับหมื่นดวงจากนั้นทีมก็เลือกผู้สมัครที่มีแนวโน้มเพียงไม่กี่คน ดาวเคราะห์ดวงใหม่ที่ขนานนาม X0-1b เป็นดาวเคราะห์ดวงที่ 10 ที่ค้นพบโดยใช้วิธีการเปลี่ยนผ่าน
ทีมนักดาราศาสตร์ระดับมืออาชีพและมือสมัครเล่นต่างประเทศโดยใช้อุปกรณ์แบบไม่ต้องวางเพื่อเก็บอุกกาบาตบนท้องฟ้าสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราได้ดึง "จับ" ครั้งแรก
นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวพฤหัสบดีที่โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ 600 ปีแสงจากโลกในกลุ่มดาวโคโรนาโบเรียลิส ทีมนำโดยปีเตอร์แมคคัลล็อกจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์รวมถึงนักดาราศาสตร์สมัครเล่นสี่คนจากอเมริกาเหนือและยุโรป
การใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กเพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบช่วยให้เกิดการทำงานร่วมกันอย่างมีประสิทธิภาพระหว่างนักดาราศาสตร์มืออาชีพและมือสมัครเล่นที่สามารถเร่งการค้นหาดาวเคราะห์
“ การค้นพบครั้งนี้แสดงให้เห็นว่ากองยานขนาดเล็กและความช่วยเหลือของนักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถค้นหาการเปลี่ยนดาวเคราะห์นอกระบบได้เร็วกว่าที่เราเป็นอยู่หลายเท่าในตอนนี้” McCullough กล่าว การค้นพบนี้ได้รับการยอมรับให้ตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal
แมคคัลล็อกปรับใช้กล้องโทรทรรศน์ราคาไม่แพงที่ทำจากอุปกรณ์เชิงพาณิชย์เพื่อสแกนท้องฟ้าสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบ เรียกว่ากล้องโทรทรรศน์ XO มันประกอบไปด้วยเลนส์กล้องเทเลโฟโต้ 200 มม. สองตัวและดูเหมือนกล้องส่องทางไกลหนึ่งคู่ กล้องดูดาวอยู่บนยอดภูเขาไฟ Haleakala ในฮาวาย
“ ในการสร้างกล้องโทรทรรศน์ต้นแบบต้นแบบ XO จะต้องเสียค่าใช้จ่าย 60,000 ดอลลาร์” แมคคัลล็อกอธิบาย “ เราได้ใช้เวลาไปกับซอฟต์แวร์โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการออกแบบและใช้งานระบบและดึงดาวเคราะห์นี้ออกจากข้อมูล”
ทีมของ McCullough ค้นพบดาวเคราะห์ขนานนาม X0-1b โดยสังเกตว่าการลดลงเล็กน้อยของแสงดาวเมื่อดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวเรียกว่าการเปลี่ยนผ่าน แสงจากดาวฤกษ์ที่เรียกว่า XO-1 ลดลงประมาณ 2 เปอร์เซ็นต์เมื่อดาวเคราะห์ XO-1b ผ่านหน้ามัน การสำรวจยังเปิดเผยว่า X0-1b อยู่ในวงโคจรสี่วันที่แน่นรอบดาวฤกษ์แม่ของมัน
แม้ว่านักดาราศาสตร์ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่า 180 ดวง แต่ X0-1b เป็นเพียงดาวเคราะห์ดวงที่สิบที่ค้นพบโดยใช้วิธีการเปลี่ยนผ่าน มันเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สองที่พบโดยใช้เลนส์เทเลโฟโต้ ครั้งแรกที่มีการรายงาน TrES-1 ขนานนามว่าในปี 2004 วิธีการผ่านหน้าช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถระบุมวลและขนาดของดาวเคราะห์ได้ นักดาราศาสตร์ใช้ข้อมูลนี้เพื่ออนุมานลักษณะของดาวเคราะห์เช่นความหนาแน่น
ทีมยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Harlan J. Smith และกล้องโทรทรรศน์ Hobby-Eberly ที่หอดูดาวแมคโดนัลแห่งมหาวิทยาลัยเท็กซัสของมหาวิทยาลัยเท็กซัสเพื่อวัดการโยกเยกเล็กน้อยที่เกิดจากดาวเคราะห์บนดาวฤกษ์แม่ วิธีการเรเดียนความเร็วนี้อนุญาตให้ทีมคำนวณมวลที่แม่นยำสำหรับดาวเคราะห์ซึ่งน้อยกว่าของดาวพฤหัสเล็กน้อย (ประมาณ 0.9 มวลของดาวพฤหัสบดี) ดาวเคราะห์ยังใหญ่กว่ามวลของมันมาก “ จากดาวเคราะห์ที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์ของพวกมัน XO-1b นั้นคล้ายกับดาวพฤหัสมากที่สุด แต่ดาว XO-1 นั้นคล้ายกับดวงอาทิตย์มากที่สุดแมคคัลลัฟกล่าวแม้ว่าเขาจะเพิ่มความเร็วเข้าไปก็ตาม แต่ XO-1b นั้นใกล้กับดาวฤกษ์มากกว่าดาวพฤหัสมากเท่าดวงอาทิตย์”
เทคนิคที่เป็นนวัตกรรมใหม่ของนักดาราศาสตร์ในการใช้กล้องโทรทรรศน์ที่มีราคาไม่แพงนักในการมองหาดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์นั้นเอื้อต่อการค้นหาดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แม่ของพวกมัน ดาวเคราะห์นั้นจะต้องมีขนาดใหญ่พอที่จะก่อให้เกิดการจุ่มลงในแสงดาว
ดาวเคราะห์นี้ถูกค้นพบครั้งแรกในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบเป็นเวลาสามปีของแม็คคัลล็อก การสำรวจดาวเคราะห์ได้รับการรับรองโดยทุนจากโครงการ Origins ของนาซ่า
เทคนิคการค้นพบดาวเคราะห์ของ McCullough นั้นเกี่ยวข้องกับการกวาดฟ้าทุกคืนโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ XO ในฮาวายเพื่อสังเกตความสว่างของดวงดาวที่พบ โปรแกรมซอฟต์แวร์คอมพิวเตอร์เลื่อนผ่านดาวฤกษ์หลายพันดวงทุก ๆ สองเดือนเพื่อมองหาจุดเล็ก ๆ ในแสงดาวซึ่งเป็นลายเซ็นของการขนส่งดาวเคราะห์ที่เป็นไปได้ คอมพิวเตอร์มีความเป็นไปได้สองสามร้อยอย่าง จากผู้สมัครเหล่านั้นแม็กคัลล็อกและทีมของเขาเลือกโอกาสในการขายที่มีแนวโน้มไม่กี่โหล เขาส่งดาวเหล่านี้ไปยังนักดาราศาสตร์สมัครเล่นสี่คนเพื่อศึกษาการผ่านหน้าที่เป็นไปได้อย่างระมัดระวังมากขึ้น
ตั้งแต่เดือนกันยายน 2546 ถึงกันยายน 2548 กล้องโทรทรรศน์ XO ได้สำรวจดาวฤกษ์สว่างนับหมื่นดวง ในเวลานั้นทีมนักดาราศาสตร์สมัครเล่นของเขาได้ศึกษาดาวฤกษ์ผู้สมัครที่มีแนวโน้มที่ระบุโดย McCullough และทีมของเขา ดาว X0-1 ได้รับการตรึงในฐานะผู้สมัครที่มีแนวโน้มในเดือนมิถุนายน 2548 นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสังเกตเห็นมันในเดือนมิถุนายนและกรกฎาคม 2548 ยืนยันว่าวัตถุขนาดเท่าดาวเคราะห์กำลังบดบังดาว จากนั้นทีมของ McCullough ก็หันไปที่หอดูดาวแมคโดนัลด์ในเท็กซัสเพื่อรับมวลวัตถุและตรวจสอบว่ามันเป็นดาวเคราะห์ เขาได้รับข่าวการสังเกตการณ์กล้องโทรทรรศน์เวลา 12:06 น. วันที่ 16 กุมภาพันธ์ 2549 จาก Chris Johns-Krull เพื่อนและเพื่อนร่วมงานของ Rice University
“ มันเป็นความรู้สึกที่ยอดเยี่ยมเพราะทีมทำงานเป็นเวลาสามปีเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ดวงนี้” แมคคัลล็อกอธิบาย “ การค้นพบนี้แสดงข้อมูลเพียงไม่กี่ไบต์เกือบหนึ่งเทราไบต์: มันเหมือนกับการพยายามกลั่นทองคำออกจากน้ำทะเล”
การค้นพบนี้ยังมีความสำคัญทางครอบครัวเป็นพิเศษสำหรับนักดาราศาสตร์ “ ที่ปรึกษาพ่อของฉันคือฮาร์ลานเจ. สมิ ธ ชายผู้มีความทะเยอทะยานและทำงานหนักผลิตกล้องโทรทรรศน์ที่เราเคยได้รับข้อมูลการตรวจสอบ”
แมคคัลล็อกเชื่อว่าดาวเคราะห์ที่เพิ่งค้นพบใหม่นี้เป็นตัวเลือกที่สมบูรณ์แบบสำหรับการศึกษาโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและสปิตเซอร์ ฮับเบิลสามารถวัดระยะทางของดาวและขนาดของดาวเคราะห์ได้อย่างแม่นยำ สปิตเซอร์สามารถมองเห็นรังสีอินฟราเรดจากดาวเคราะห์ได้ เมื่อกำหนดเวลาการหายไปของดาวเคราะห์ที่อยู่ด้านหลังดาวฤกษ์สปิตเซอร์ยังสามารถวัด“ รูปไข่” หรือ“ ออกนอกกรอบ” ของวงโคจรของดาวเคราะห์ได้ ถ้าวงโคจรนั้นเป็นวงรีแรงโน้มถ่วงที่แตกต่างกันจะส่งผลให้ความร้อนเพิ่มขึ้นของดาวเคราะห์ขยายชั้นบรรยากาศและอาจอธิบายได้ว่าทำไมเส้นผ่านศูนย์กลางของวัตถุนั้นใหญ่เป็นพิเศษสำหรับวัตถุที่มีมวลคำนวณ
“ ตามเวลาที่ดาวเคราะห์ผ่านไปทั่วทั้งดาวนักดาราศาสตร์สมัครเล่นและมืออาชีพอาจโชคดีพอที่จะตรวจจับการมีอยู่ของดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบ XO-1 โดยดึงแรงโน้มถ่วงลงบน XO-1b” McCullough กล่าว “ เป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์ดังกล่าวจะคล้ายกับโลก”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว HubbleSite
