TESS ของนาซ่า (Transiting Exoplanet Survey Satellite) พบดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกดวงแรกที่ตั้งอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์แม่ การค้นหาได้รับการยืนยันด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ โลกนี้เป็นหนึ่งในไม่กี่โลกที่มีขนาดเท่าโลกที่เคยพบในเขตเอื้ออาศัยได้
โลกนี้มีชื่อว่า TOI 700 d และอยู่ห่างจากโลกประมาณ 100 ปีแสง มันโคจรรอบดาว TOI 700 ซึ่งเป็นดาว M-dwarf (ดาวแคระแดง) ที่เย็นสบายในกลุ่มดาว Dorado นี่คือการค้นพบที่สำคัญสำหรับ TESS เนื่องจากมันถูกออกแบบมาเพื่อกำจัดดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกในระบบสุริยะอื่น ๆ
โดยอนุสัญญาการตั้งชื่อทางดาราศาสตร์ TOI 700 d เป็นดาวเคราะห์ที่ห่างไกลที่สุดอันดับสี่จากดาวฤกษ์ของมัน ตัวอักษร b และ c เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวมากขึ้น (ตัวอักษร a ถูกสงวนไว้สำหรับดาวและสหายที่อาจมี)
TESS ค้นหาดาวเคราะห์โดยการตรวจสอบท้องฟ้าขนาดใหญ่เป็นเวลา 27 วันในแต่ละครั้ง มันตรวจจับการตกกระทบของแสงดาวเมื่อดาวเคราะห์นอกระบบผ่านระหว่างเรากับดาว ทุกครั้งที่ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ผ่านหน้าดาวฤกษ์มันเรียกว่าการผ่านหน้า ในกรณีนี้ TESS จับดาวเคราะห์ทั้งสามดวงในระบบ TOI 700 ผ่านหลาย ๆ ครั้ง
ระบบใหม่และดาวเคราะห์ของมันค่อนข้างใกล้เคียงกันในแง่ดาราศาสตร์ ความใกล้ชิดนั้นเป็นส่วนสำคัญของภารกิจของ TESS: ไม่เพียงออกแบบมาเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก แต่ยังอนุญาตให้กล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ ทำการสำรวจติดตามด้วย สิ่งนี้ทำให้ยากกว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ไกลออกไป
“ TESS ได้รับการออกแบบและเปิดตัวโดยเฉพาะเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่โคจรรอบดาวฤกษ์ใกล้เคียง” พอลเฮิร์ตซ์ผู้อำนวยการกองฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่สำนักงานใหญ่ขององค์การนาซ่าในวอชิงตันกล่าว “ ดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ใกล้เคียงนั้นง่ายต่อการติดตามด้วยกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ในอวกาศและบนโลก การค้นพบ TOI 700 d เป็นการค้นพบทางวิทยาศาสตร์ที่สำคัญสำหรับ TESS การยืนยันขนาดของโลกและสถานะของโซนที่อยู่อาศัยได้ด้วยสปิตเซอร์เป็นชัยชนะอีกครั้งของสปิตเซอร์เมื่อใกล้ถึงจุดสิ้นสุดของปฏิบัติการวิทยาศาสตร์ในเดือนมกราคมนี้”
ดาวฤกษ์แม่เป็นดาว M-dwarf (ดาวแคระแดง) ขนาดเล็กและเย็นประมาณ 40% มวลของดวงอาทิตย์ การศึกษาที่ TESS เรียกว่าเซกเตอร์และ TOI 700 ปรากฏในหลายภาคส่วนในช่วงปีแรกของการดำเนินการของ TESS แต่เดิมนักดาราศาสตร์ระบุดาวผิดพลาดคล้ายกับดวงอาทิตย์ของเรามากขึ้น ในทางกลับกันทำให้ดาวเคราะห์ดูใหญ่ขึ้นและร้อนขึ้น ในที่สุดข้อผิดพลาดได้รับการแก้ไขและขณะนี้นักดาราศาสตร์สามารถเห็นว่า TOI 700 d อยู่ในเขตเอื้ออาศัยได้
“ เมื่อเราแก้ไขพารามิเตอร์ของดาวขนาดของดาวเคราะห์ก็ลดลงและเราก็รู้ว่าดาวเคราะห์ชั้นนอกสุดมีขนาดประมาณโลกและในเขตที่เอื้ออาศัยได้” Emily Gilbert หนึ่งในนักวิจัยและนักศึกษาบัณฑิตของมหาวิทยาลัย เมืองชิคาโก
ปัญหาอย่างหนึ่งของดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรรอบดาวแคระแดงคือวูบวาบ ดาวแคระแดงมีอายุยืนยาวซึ่งทำให้พวกมันน่าสนใจในการพัฒนาสิ่งมีชีวิตบนดาวเคราะห์ แต่พวกเขาสามารถแสดงแสงจ้าอย่างมีนัยสำคัญบางครั้งเพิ่มพลังงานออกเป็นสองเท่าในเวลาไม่กี่นาทีซึ่งเป็นสิ่งที่ทำให้เกิดการถกเถียงกันอย่างมากเมื่อพูดถึงศักยภาพในการอาศัยของดาวเคราะห์ แต่จากข้อมูลของ Gilbert พบว่า TOI 700 d ไม่แสดงกิจกรรมวูบวาบ
“ นอกจากนี้ใน 11 เดือนของข้อมูลเราไม่เห็นเปลวไฟใด ๆ จากดาวฤกษ์ซึ่งช่วยเพิ่มโอกาส TOI 700 d ให้อาศัยและทำให้ง่ายต่อการจำลองสภาพบรรยากาศและพื้นผิวของมัน” Gilbert กล่าว
ปัญหาอีกอย่างหนึ่งของดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรรอบดาวแคระแดงคือการล็อคไทดัล เนื่องจากดาวแคระแดงผลิตพลังงานน้อยกว่าดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ของเรามากดาวเคราะห์จึงต้องอยู่ใกล้พวกมันมากเพื่อให้อยู่ในเขตเอื้ออาศัย แต่ความใกล้เคียงนั้นนำไปสู่การล็อคไทดัลซึ่งอาจลดโอกาสในการอยู่อาศัย ตามที่ทีมที่อยู่เบื้องหลังงานนี้ซึ่งนำเสนอในการประชุมประจำปีของ American Astronomical ของดาวเคราะห์ดวงนี้ถูกล็อคไว้อย่างแน่นอน
ดาวเคราะห์วงในสุด TOI 700 b มีขนาดใกล้เคียงกับโลกและโคจรรอบทุก 10 วัน ดาวเคราะห์กลาง 700 c มีขนาดใหญ่กว่าโลก 2.6 เท่าและโคจรครบทุก 16 วัน 700 c น่าจะเป็นโลกที่ถูกครอบงำด้วยก๊าซ 700 วันมีขนาดใหญ่กว่าโลกประมาณ 20% และเสร็จสิ้นการโคจรใน 37 วัน
เนื่องจากความสำคัญของการค้นพบนี้ - โลกขนาดโลกแรกในเขตเอื้ออาศัยได้ - นักวิทยาศาสตร์ต้องการที่จะแน่ใจเกี่ยวกับมัน เนื่องจากความต้องการความแน่นอนนั้นทีมนักวิทยาศาสตร์นำโดย Joseph Rodriguez จากศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ฮาร์วาร์ดและสมิ ธ โซเนียนร้องขอการติดตามผลกับสปิตเซอร์เพื่อยืนยัน TOI 700 วัน
ไม่ใช่ครั้งแรกที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่าถูกเรียกร้องให้ยืนยันการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบและสปิตเซอร์ตอกตะปูมัน
“ สปิตเซอร์เห็นการขนส่ง TOI 700 d อย่างแน่นอนเมื่อเราคาดหวัง”
Joseph Rodriguez, Harvard และ SMithsonian Centre สำหรับฟิสิกส์ดาราศาสตร์
“ จากผลกระทบของการค้นพบนี้ - มันเป็นดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่อยู่อาศัยได้แห่งแรกของ TESS - เราต้องการให้เราเข้าใจระบบนี้ให้เป็นรูปธรรมมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” โรดริเกซกล่าว “ สปิตเซอร์เห็นการขนส่ง TOI 700 d อย่างแน่นอนเมื่อเราคาดหวัง เป็นส่วนเสริมที่ยอดเยี่ยมของภารกิจที่ช่วยยืนยันดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 สองแห่งและระบุอีกห้าแห่ง”
สปิตเซอร์ให้การยืนยันที่แข็งแกร่งในสิ่งที่ TESS พบ มันยืนยันว่าการขนส่งเป็นจริงของดาวเคราะห์และไม่ใช่ดาวคู่ที่เล็กกว่าและหรี่ลง สปิตเซอร์ยังเพิ่มความมั่นใจในการวัด TESS อีกด้วย ในการแถลงข่าว NASA กล่าวว่าสปิตเซอร์“ เพิ่มระยะเวลาการโคจรของ <TOI 700 d>> 56% และขนาดของมัน 38%” การสำรวจติดตามเพิ่มเติมโดยกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินขนาดเล็ก 1 เมตรช่วยยืนยันการค้นพบเพิ่มเติม
แต่แม้จะมีการสังเกตทั้งหมดนี้นักดาราศาสตร์ยังอยู่ในช่วงเริ่มต้นของการศึกษาดาวเคราะห์และระบบของมัน ด้วยความใกล้ชิดของมันนักดาราศาสตร์จะสามารถใช้กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินเพื่อศึกษามวล 700 d ได้อย่างแม่นยำมากขึ้นและหวังว่าจะยืนยันธรรมชาติของโลกหรือดาวเคราะห์ก๊าซของดาวเคราะห์นอกระบบทั้งสามดวงในระบบ
เมื่อมองไปข้างหน้าอนาคตในอนาคตทั้งกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินและอวกาศน่าจะสามารถศึกษาดาวเคราะห์ได้ละเอียดยิ่งขึ้นหรือแม้กระทั่งการกำหนดองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศ แต่นั่นคือในอนาคต สำหรับตอนนี้ข้อมูลที่นักดาราศาสตร์มีค่า: มันสามารถใช้เป็นแบบจำลองดาวเคราะห์และทำการทำนาย
นักวิจัยที่ Goddard Space Flight Center ของ NASA ได้สร้างแบบจำลองของสภาพแวดล้อมที่อาจเกิดขึ้นได้ 700 แบบ 20 โมเดลเพื่อดูว่าสภาพความกดดันและอุณหภูมิแบบใดที่จะนำไปสู่การอยู่อาศัย แต่ไม่ว่าพวกเขาจะเป็นแบบใดและการสำรวจติดตามในอนาคตจะพบอะไรประมาณ 700 วันมีแนวโน้มที่จะแตกต่างจากโลกมาก โลกที่ถูกขังไว้จะมีสภาพอากาศและภูมิอากาศที่แตกต่างกันอย่างมากมาย
“ มันน่าตื่นเต้นเพราะไม่ว่าเราจะรู้อะไรเกี่ยวกับดาวเคราะห์มันจะดูแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากสิ่งที่เรามีบนโลกนี้”
Gabrielle Engelmann-Suissa ผู้ช่วยวิจัยหัวหน้าทีมจำลอง
แบบจำลองมีจุดประสงค์สำคัญในการทำความเข้าใจดาวเคราะห์นอกระบบเช่น TOI 700 d โดยการสร้างแบบจำลองบรรยากาศของดาวเคราะห์นั้นนักดาราศาสตร์สามารถทำนายว่าสเปกตรัมของบรรยากาศจะเป็นอย่างไร แบบจำลองเหล่านี้สามารถนำมาเปรียบเทียบกับสเป็คตร้าจริงเมื่อเราได้พวกมันมาเพื่อให้นักดาราศาสตร์เป็นจุดเริ่มต้นสำหรับทำความเข้าใจดาวเคราะห์นอกระบบต่อไป
“ สักวันหนึ่งเมื่อเรามีสเปกตรัมจริงจาก TOI 700 d เราสามารถย้อนกลับจับคู่กับสเปกตรัมจำลองที่ใกล้เคียงที่สุดและจากนั้นจับคู่กับแบบจำลอง” Gabrielle Engelmann-Suissa ผู้ช่วยวิจัยของ Goddard ซึ่งเป็นผู้นำทีมการสร้างแบบจำลองกล่าว . “ มันน่าตื่นเต้นเพราะไม่ว่าเราจะรู้อะไรเกี่ยวกับดาวเคราะห์มันจะดูแตกต่างอย่างสิ้นเชิงจากสิ่งที่เรามีบนโลกนี้”
ทีมงานสร้างโมเดลสร้างโมเดลที่แตกต่างกัน 20 รุ่นสำหรับ 700 d ในการจำลองหนึ่งดาวเคราะห์นอกระบบมีชั้นบรรยากาศหนาแน่นซึ่งมีคาร์บอนไดออกไซด์หนาแน่นคล้ายกับดาวอังคารอายุน้อย ในโมเดลนั้นด้านที่หันไปทางดาวนั้นมีชั้นเมฆลึก ในอีกแบบหนึ่งดาวเคราะห์นั้นเป็นโลกทั้งใบไม่มีเมฆและมีลมที่ไหลออกจากด้านกลางคืนของดาวเคราะห์โดยรวมตัวกันที่ด้านของดาว
TESS ประมาณครึ่งทางผ่านภารกิจสองปีเพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ นักดาราศาสตร์คาดหวังว่า TESS จะพบดาวเคราะห์ 10,000 ดวงและพวกเขาประเมินว่าประมาณ 10 แห่งนั้นอาจเป็นโลกคล้ายโลกในเขตเอื้ออาศัยของดวงดาวเช่นดวงอาทิตย์ของเรา TESS เป็นผู้นำและดำเนินการโดย MIT และบริหารงานโดย Goddard Space Flight Center ของ NASA
มากกว่า:
- ข่าวประชาสัมพันธ์: NASA Planet Hunter ค้นหาโลกที่อาศัยอยู่ได้ในโซนโลกขนาดที่ 1
- NASA: TESS ดาวเทียมสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ
- นิตยสารอวกาศ: ตอนนี้ TESS นั้นเปิดใช้งานแล้วนักดาราศาสตร์คาดการณ์ว่าจะมีดาวเคราะห์ 14,000 ดวง 10 อาจเป็นโลกเหมือนโลกในโซนที่อาศัยของดาว Sunlike
