เมื่อมีการระบุและยืนยันดาวเคราะห์นอกระบบมากขึ้นโดยวิธีการสังเกตต่าง ๆ “ โฮลี่เกรล” ที่ยังคงเข้าใจยากคือการค้นพบโลกที่เหมือนโลกอย่างแท้จริง…หนึ่งในจุดเด่นของการปรากฏตัวของน้ำของเหลว และในขณะที่เป็นความจริงที่มีการระบุน้ำในชั้นบรรยากาศหนาของดาวเคราะห์นอกระบบ“ hot Jupiter” ก่อนหน้านี้ได้มีการใช้เทคนิคใหม่ในการสังเกตลายเซ็นของสเปกตรัมในโลกยักษ์อื่นนอกระบบสุริยะของเรา - อาจปูทางให้มากขึ้น การค้นพบดังกล่าว
นักวิจัยจาก Caltech, Penn State University, Naval Research Laboratory, University of Arizona และ Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics ได้ร่วมมือกันในโครงการที่ได้รับทุน NSF เพื่อพัฒนาวิธีการใหม่ในการระบุการปรากฏตัวของน้ำในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์นอกระบบ
วิธีการก่อนหน้านี้อาศัยกรณีเฉพาะเช่นเมื่อดาวเคราะห์นอกระบบ ณ จุดนี้ทั้งหมด "จูปิเตอร์ร้อน" ดาวเคราะห์ก๊าซที่โคจรรอบดาวฤกษ์แม่อย่างใกล้ชิดอยู่ในกระบวนการเปลี่ยนผ่านดาวฤกษ์ของพวกมันเมื่อมองจากโลก
น่าเสียดายที่นี่ไม่ใช่กรณีของดาวเคราะห์นอกระบบหลายตัว…โดยเฉพาะอย่างยิ่งดาวเคราะห์ที่ไม่ได้ค้นพบ (หรือจะไม่เป็น) โดยวิธีการผ่านผ่านที่ใช้โดยหอดูดาวอย่างเคปเลอร์
Watch: จักรวาลของ Kepler: ดาวเคราะห์อื่น ๆ ใน Galaxy Than Stars ของเรา
ดังนั้นนักวิจัยจึงหันไปใช้วิธีอื่นในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบนั่นคือความเร็วเรเดียลหรือ RV เทคนิคนี้ใช้แสงที่มองเห็นได้เพื่อรับชมการเคลื่อนที่ของดาวเพื่อการโยกเยกที่เกิดขึ้นโดย "แรงดึงโน้มถ่วง" ของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบ ดอปเปลอร์เปลี่ยนไปในแสงของดาวบ่งบอกถึงการเคลื่อนไหวไม่ทางใดก็ทางหนึ่งคล้ายกับที่เอฟเฟกต์ดอปเลอร์ยกขึ้นและลดระดับเสียงแตรของรถยนต์เมื่อมันผ่านไป
แต่แทนที่จะใช้ความยาวคลื่นที่มองเห็นได้ทีมได้เจาะเข้าสู่สเปกตรัมอินฟราเรดและใช้คลื่นอินฟราเรดใกล้ Echelle (NIRSPEC) ที่หอสังเกตการณ์ WM Keck ในฮาวายกำหนดวงโคจรของดาวพฤหัสที่ค่อนข้างร้อนใกล้ ๆ และในกระบวนการนี้ ใช้สเปกโทรสโกปีเพื่อระบุโมเลกุลของน้ำในท้องฟ้า
“ ข้อมูลที่เราได้จากสเปคโตรกราฟนั้นเหมือนกับการฟังการแสดงของวงออเคสตร้า คุณฟังเพลงทั้งหมดด้วยกัน แต่ถ้าคุณตั้งใจฟังคุณสามารถเลือกทรัมเป็ตหรือไวโอลินหรือเชลโล่และคุณรู้ว่าเครื่องมือเหล่านั้นมีอยู่” อเล็กซานดราล็อควูดนักศึกษาบัณฑิตจากคาลเทคและผู้แต่งคนแรกของ ศึกษา. “ ด้วยกล้องโทรทรรศน์คุณจะเห็นแสงทั้งหมดเข้าด้วยกัน แต่สเปคโตรกราฟช่วยให้คุณเลือกชิ้นที่แตกต่างกันออกไป เช่นความยาวคลื่นของแสงหมายความว่ามีโซเดียมหรืออันนี้หมายความว่ามีน้ำ”
การสำรวจก่อนหน้านี้ของเอกภาพBoötisกับ VLT ในชิลีได้ระบุคาร์บอนมอนอกไซด์เช่นเดียวกับอุณหภูมิสูงที่สูงขึ้นในชั้นบรรยากาศของมัน
ขณะนี้ด้วยเทคนิค IR RV ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบที่ไม่ได้ข้ามผ่านหน้าดาวของพวกเขาจากมุมมองของเราก็สามารถถูกตรวจสอบสำหรับการปรากฏตัวของน้ำรวมถึงสารประกอบที่น่าสนใจอื่น ๆ
“ ตอนนี้เรากำลังใช้เทคนิคอินฟราเรดใหม่ที่มีประสิทธิภาพของเรากับดาวเคราะห์ที่ไม่โคจรรอบดาวฤกษ์อื่นที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์” แช้ดเบนเดอร์ผู้ร่วมวิจัยในแผนกดาราศาสตร์ดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งรัฐเพนน์และผู้เขียนร่วมรายงาน “ ดาวเคราะห์เหล่านี้อยู่ใกล้กับเรามากกว่าดาวเคราะห์ transiting ที่ใกล้ที่สุด แต่นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่มักไม่สนใจเพราะการวัดบรรยากาศโดยตรงด้วยเทคนิคที่มีอยู่ก่อนหน้านี้นั้นยากหรือเป็นไปไม่ได้”
เมื่อกล้องโทรทรรศน์พลังงานสูงรุ่นต่อไปเริ่มทำงาน - เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2561 - แม้แต่ดาวเคราะห์นอกระบบที่มีขนาดเล็กกว่าและไกลออกไปมากขึ้นก็สามารถสังเกตได้ด้วยวิธี IR ... บางทีอาจช่วยค้นพบ ดาวเคราะห์อย่างพวกเรา
“ ในขณะที่สถานะปัจจุบันของเทคนิคไม่สามารถตรวจจับดาวเคราะห์คล้ายโลกรอบดวงดาวเช่นดวงอาทิตย์ได้ แต่ในไม่ช้า Keck น่าจะเป็นไปได้ที่จะศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่เรียกว่า 'ซุปเปอร์เอิร์ ธ ' ซึ่งถูกค้นพบรอบดาวมวลต่ำใกล้เคียง ซึ่งไม่ได้ผ่านการขนส่ง” ศาสตราจารย์คาลเทคสาขาวิชาเคมีและวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เจฟฟรีย์เบลคกล่าว “ กล้องโทรทรรศน์ในอนาคตเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์และกล้องโทรทรรศน์สามสิบเมตร (TMT) จะช่วยให้เราสามารถตรวจสอบดาวเคราะห์ที่เย็นกว่าซึ่งอยู่ห่างจากดาวฤกษ์แม่ของพวกมันได้มากขึ้นและที่ซึ่งมีน้ำของเหลวอยู่มากกว่า”
การค้นพบนี้ได้อธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ในฉบับออนไลน์วันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2014จดหมายวารสารทางฟิสิกส์.
แหล่งที่มา: ข่าวประชาสัมพันธ์ของ Caltech และ EurekAlert
