ระบบดาวเคราะห์ดวงใหม่ถูกค้นพบด้วยสามซุปเปอร์เอิร์ ธ

ณ วันที่ 1 มีนาคม 2018, 3,741 นอกดาวเคราะห์ ได้รับการยืนยันในระบบ 2,794 ระบบโดยมี 622 ระบบที่มีดาวเคราะห์มากกว่าหนึ่งดวง เครดิตส่วนใหญ่สำหรับการค้นพบนี้ไปที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ซึ่งได้ค้นพบดาวเคราะห์ 3,500 ดวงและผู้สมัครดาวเคราะห์ 4500 คน หลังจากการค้นพบทั้งหมดเหล่านี้โฟกัสได้เปลี่ยนจากการค้นพบที่บริสุทธิ์เป็นการวิจัยและการศึกษาลักษณะเฉพาะ

ในแง่นี้ดาวเคราะห์ที่ตรวจพบโดยใช้วิธีการขนส่งมีคุณค่าอย่างยิ่งเนื่องจากพวกเขาอนุญาตให้ศึกษาดาวเคราะห์เหล่านี้อย่างละเอียด ตัวอย่างเช่นทีมนักดาราศาสตร์เพิ่งค้นพบซุปเปอร์ - เอิร์ ธ สามดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่รู้จักกันในชื่อ GJ 9827 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกเพียง 100 ปีแสง (30 พาร์เซก) ความใกล้ชิดของดาวฤกษ์และความจริงที่ว่ามันถูกโคจรรอบโดยซุปเปอร์ - เอิร์ ธ หลายดวงทำให้ระบบนี้เหมาะสำหรับการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบโดยละเอียด

การศึกษาเรื่อง“ ระบบของสามซุปเปอร์เอิร์ ธ ทรานสเคชัน K-Dwarf GJ 9827 ที่ Thirty Parsecs” เพิ่งปรากฏออนไลน์ การศึกษานี้นำโดยโจเซฟอี. โรดริเกซแห่งศูนย์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์ฮาร์วาร์ด - สมิ ธ โซเนียนและรวมถึงสมาชิกจากมหาวิทยาลัยเท็กซัสที่ออสตินมหาวิทยาลัยโคลัมเบียสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์และสถาบันวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบของนาซ่า

เช่นเดียวกับการค้นพบทั้งหมดของเคปเลอร์ดาวเคราะห์เหล่านี้ถูกค้นพบโดยใช้วิธีการขนส่ง (aka. Transit Photometry) ซึ่งมีการตรวจสอบดวงดาวเพื่อลดความสว่างเป็นระยะ การลดลงเหล่านี้เป็นผลมาจากการที่ดาวเคราะห์นอกระบบผ่านหน้าดาวฤกษ์ (เช่นการผ่านหน้า) ซึ่งสัมพันธ์กับผู้สังเกตการณ์ ในขณะที่วิธีนี้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวางข้อ จำกัด เกี่ยวกับขนาดและช่วงเวลาการโคจรของดาวเคราะห์

โดยพื้นฐานแล้วนักวิทยาศาสตร์สามารถเรียนรู้สิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของพวกเขาได้โดยการวัดสเปกตรัมที่ผลิตโดยแสงของดาวเมื่อผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ เมื่อรวมกับการตรวจวัดความเร็วของดาวฤกษ์นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถวางข้อ จำกัด เกี่ยวกับมวลและรัศมีของดาวเคราะห์และสามารถกำหนดสิ่งต่าง ๆ เกี่ยวกับโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์

เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมวิเคราะห์ข้อมูลที่ได้จาก K2 ภารกิจซึ่งแสดงการมีอยู่ของซุปเปอร์ - เอิร์ ธ สามดวงรอบดาว GJ 9827 (GJ 9827 b, c และ d) เนื่องจากในตอนแรกพวกเขาส่งรายงานการวิจัยของพวกเขากลับมาในเดือนกันยายน 2017 การปรากฏตัวของดาวเคราะห์เหล่านี้ได้รับการยืนยันโดยทีมนักดาราศาสตร์อีกคนหนึ่ง ดังที่ดร. โรดริเกซบอกนิตยสารอวกาศผ่านอีเมล:

“ เราตรวจพบดาวเคราะห์ขนาดใหญ่พิเศษสามดวงที่โคจรอยู่ในการกำหนดค่าที่กะทัดรัดมาก โดยเฉพาะดาวเคราะห์ทั้งสามนั้นมีรัศมี 1.6, 1.2 และ 2.1 เท่าของรัศมีโลกและโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมันทั้งหมดภายใน 6.2 วัน เราทราบว่าระบบนี้ถูกค้นพบอย่างอิสระ (พร้อมกัน) โดยทีมอื่นจาก Wesleyan University (Niraula et al. 2017)

ดาวเคราะห์นอกระบบทั้งสามนี้น่าสนใจเป็นพิเศษเพราะมีขนาดใหญ่กว่าสองแห่งมีรัศมีที่ทำให้พวกมันอยู่ในช่วงระหว่างการเป็นหินหรือก๊าซ มีการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบเพียงไม่กี่แห่งเท่านั้นซึ่งทำให้เป้าหมายทั้งสามนี้เป็นเป้าหมายสำคัญสำหรับการวิจัย Rodriguez อธิบาย:

“ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ในซูเปอร์เอิร์ ธ เป็นดาวเคราะห์ที่พบมากที่สุดที่เรารู้จัก แต่เราไม่มีมันในระบบสุริยะของเราเองทำให้เราไม่สามารถเข้าใจมันได้ พวกเขามีความสำคัญอย่างยิ่งเนื่องจากรัศมีของพวกมันครอบคลุมหินกับการเปลี่ยนผ่านของก๊าซ โดยพื้นฐานแล้วดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่กว่า 1.6 เท่าของรัศมีโลกจะหนาแน่นน้อยกว่าและมีชั้นบรรยากาศไฮโดรเจน / ฮีเลียมหนาในขณะที่ดาวเคราะห์ที่เล็กกว่านั้นมีความหนาแน่นสูงโดยไม่มีบรรยากาศ

สิ่งที่น่าสนใจอีกอย่างเกี่ยวกับซุปเปอร์เอิร์ ธ เหล่านี้คือระยะเวลาการโคจรสั้นของพวกมันคือ 1.2, 3.6 และ 6.2 วันตามลำดับจะส่งผลให้อุณหภูมิค่อนข้างร้อน ในระยะสั้นทีมคาดการณ์ว่าซุปเปอร์เอิร์ ธ ทั้งสามจะมีอุณหภูมิพื้นผิว 1172 K (899 ° C; 1650 ° F), 811 K (538 ° C; 1000 ° F) และ 680 K (407 ° C; 764 ° F) ตามลำดับ

จากการเปรียบเทียบดาวศุกร์ - ดาวเคราะห์ที่ร้อนแรงที่สุดในระบบสุริยะ - พบกับอุณหภูมิพื้นผิว 735 K (462 ° C; 863 ° F) ดังนั้นในขณะที่อุณหภูมิบนดาวศุกร์ร้อนพอที่จะละลายตะกั่วเงื่อนไขใน GJ 9827 b นั้นเกือบจะร้อนพอที่จะทำให้บรอนซ์ละลาย

อย่างไรก็ตามสิ่งที่สำคัญที่สุดเกี่ยวกับการค้นพบครั้งนี้คือโอกาสที่มันสามารถให้ได้สำหรับลักษณะของดาวเคราะห์นอกระบบ เพียง 100 ปีแสงจากโลกมันจะค่อนข้างง่ายสำหรับกล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไป (เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์) เพื่อทำการศึกษาชั้นบรรยากาศของพวกมันและให้ภาพที่มีรายละเอียดมากขึ้นเกี่ยวกับระบบดาวเคราะห์นี้

นอกจากนี้ดาวเคราะห์แปลกทั้งสามนี้อยู่ในระบบเดียวกันซึ่งทำให้การสังเกตการณ์ทำได้ง่ายขึ้นมาก ดังที่ Rodriguez ได้ข้อสรุป:

“ ระบบ GJ 9827 นั้นมีความพิเศษเพราะดาวเคราะห์ดวงหนึ่งมีขนาดเล็กกว่าทางลัดนี้ดาวเคราะห์ดวงหนึ่งมีขนาดใหญ่กว่าและดาวเคราะห์ดวงที่สามมีรัศมีประมาณ 1.6 เท่าของรัศมีโลกประมาณ 1.6 เท่า ดังนั้นในระบบเดียวเรามีดาวเคราะห์ที่ทอดตัวหินก้อนนี้ไปสู่การเปลี่ยนผ่านของก๊าซ นี่เป็นสิ่งสำคัญเนื่องจากเราสามารถศึกษาบรรยากาศของดาวเคราะห์เหล่านี้ค้นหาความแตกต่างในองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของพวกเขาและเริ่มเข้าใจว่าทำไมการเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นที่ 1.6 เท่าของรัศมีโลก เนื่องจากดาวเคราะห์ทั้งสามโคจรรอบดาวฤกษ์เดียวกันผลของดาวฤกษ์แม่จึงคงที่ใน“ การทดลอง” นี้ ดังนั้นถ้าดาวเคราะห์ทั้งสามใน GJ 9827 นั้นโคจรรอบดาวสามดวงแทนเราจะต้องกังวลว่าดาวฤกษ์แม่มีอิทธิพลต่อหรือส่งผลกระทบต่อบรรยากาศของดาวเคราะห์อย่างไร ในระบบ GJ 9827 เราไม่ต้องกังวลเกี่ยวกับเรื่องนี้เพราะพวกมันโคจรรอบดาวฤกษ์ดวงเดียวกัน”