จำนวนดาวเคราะห์นอกระบบที่มีอยู่ในปัจจุบัน - จำนวนนักดาราศาสตร์ดาวเคราะห์พบว่ามีการโคจรรอบดาวฤกษ์ดวงอื่น ๆ ที่ระดับ 312 ซึ่งเป็นดาวเคราะห์จำนวนมาก แต่มันอาจช่วยได้ถ้าเรารู้ว่าต้องมองตรงไหน งานวิจัยใหม่โดยใช้การจำลองแบบซูเปอร์คอมพิวเตอร์ของดิสก์ฝุ่นรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์มีขนาดเล็กเกือบเท่าดาวอังคารสามารถสร้างรูปแบบในฝุ่นที่กล้องโทรทรรศน์ในอนาคตอาจตรวจจับได้ การวิจัยชี้ไปที่ถนนสายใหม่ในการค้นหาดาวเคราะห์ที่น่าอยู่ อาจเป็นเวลาไม่นานก่อนที่เราจะสามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์คล้ายโลกรอบ ๆ ดาวฤกษ์อื่นได้ แต่ก่อนหน้านั้นเราจะสามารถตรวจจับวงแหวนที่สวยงามและสวยงามที่พวกมันแกะสลักด้วยฝุ่นอวกาศได้ Christopher Christopher หัวหน้านักวิจัยของการศึกษากล่าว ที่มหาวิทยาลัยแมริแลนด์คอลเลจพาร์ก
การทำงานกับ Marc Kuchner ที่ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดในกรีนเบลต์รัฐแมรี่แลนด์เป็นตัวอย่างว่าอนุภาคฝุ่น 25,000 ดวงตอบสนองต่อการปรากฏตัวของดาวเคราะห์ดวงเดียวได้อย่างไรตั้งแต่มวลของดาวอังคารถึงห้าเท่าของโลก ด้วยการใช้ซูเปอร์คอมพิวเตอร์ Thunderhead ของนาซาที่ก็อดดาร์ดนักวิทยาศาสตร์ได้ทำการจำลอง 120 แบบที่แตกต่างกันไปตามขนาดของอนุภาคฝุ่นและระยะทางระหว่างมวลและวงโคจรของดาวเคราะห์
“ แบบจำลองของเราใช้อนุภาคมากถึงสิบเท่าของแบบจำลองก่อนหน้านี้ สิ่งนี้ทำให้เราสามารถศึกษาความแตกต่างและรูปร่างของโครงสร้างแหวนได้” Kuchner กล่าวเสริม จากข้อมูลนี้นักวิจัยทำการแมปความหนาแน่นความสว่างและลายเซ็นความร้อนที่เกิดจากพารามิเตอร์แต่ละชุด
“ มันไม่ได้เป็นที่นิยมอย่างกว้างขวางว่าระบบดาวเคราะห์ - รวมถึงของเราเอง - มีฝุ่นจำนวนมาก” สตาร์กกล่าวเสริม “ เราจะทำให้ฝุ่นนั้นทำงานให้เรา”
ฝุ่นจำนวนมากในระบบสุริยะของเราก่อตัวขึ้นภายในวงโคจรของดาวพฤหัสบดีเนื่องจากดาวหางพังทลายลงใกล้ดวงอาทิตย์และดาวเคราะห์น้อยทุกขนาด ฝุ่นสะท้อนแสงแดดและบางครั้งก็สามารถมองเห็นเป็นรูปลิ่มบนท้องฟ้าซึ่งเรียกว่าแสงจักรราศี - ก่อนพระอาทิตย์ขึ้นหรือหลังพระอาทิตย์ตก
แบบจำลองคอมพิวเตอร์แสดงถึงการตอบสนองของฝุ่นต่อแรงโน้มถ่วงและแรงอื่น ๆ รวมถึงแสงของดาว แสงดาวออกแรงลากเล็กน้อยบนอนุภาคขนาดเล็กที่ทำให้พวกเขาสูญเสียพลังงานจากการโคจรและเข้าใกล้ดาวมากขึ้น
“ อนุภาคหมุนวนเข้าด้านในและจากนั้นจะติดอยู่ชั่วคราวในการสั่นพ้องกับดาวเคราะห์” Kuchner อธิบาย เสียงสะท้อนเกิดขึ้นเมื่อใดก็ตามที่ระยะเวลาการโคจรของอนุภาคเป็นอัตราส่วนจำนวนเล็กน้อยเช่นสองในสามหรือห้าในหกของดาวเคราะห์
ตัวอย่างเช่นหากอนุภาคฝุ่นทำให้โคจรรอบสามดาวรอบดาวฤกษ์ทุกครั้งที่ดาวเคราะห์ก่อตัวเสร็จหนึ่งครั้งอนุภาคนั้นซ้ำ ๆ จะรู้สึกถึงแรงดึงโน้มถ่วงเพิ่มเติมที่จุดเดียวกันในวงโคจรของมัน สำหรับระยะเวลาหนึ่งเขยิบพิเศษนี้สามารถชดเชยแรงลากจากแสงดาวและฝุ่นสามารถตกลงกันเป็นโครงสร้างคล้ายวงแหวนที่บอบบาง
“ อนุภาคหมุนวนไปทางดาวเข้าไปติดอยู่ในเสียงสะท้อนเดียวหลุดออกจากมันหมุนวนไปอีกรอบกลายเป็นติดอยู่ในเสียงสะท้อนอื่น ๆ และอื่น ๆ ” Kuchner กล่าว การบัญชีสำหรับการมีอิทธิพลซึ่งกันและกันที่ซับซ้อนของกองกำลังในอนุภาคนับหมื่นต้องใช้แรงม้าทางคณิตศาสตร์ของซูเปอร์คอมพิวเตอร์
นักวิทยาศาสตร์บางคนตั้งข้อสังเกตว่าการปรากฏตัวของฝุ่นจำนวนมากอาจเป็นอุปสรรคต่อการถ่ายภาพดาวเคราะห์คล้ายโลกโดยตรง ภารกิจด้านอวกาศในอนาคตเช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของนาซ่าซึ่งอยู่ในระหว่างการก่อสร้างและกำหนดเปิดตัวในปี 2556 และ Terrestrial Planet Finder ที่เสนอจะศึกษาดาวฤกษ์ใกล้เคียงด้วยดิสก์ที่มีฝุ่น แบบจำลองที่สร้างโดย Stark และ Kuchner จะให้ภาพตัวอย่างของโครงสร้างฝุ่นที่ส่งสัญญาณการมีอยู่ของโลกที่ซ่อนอยู่เป็นอย่างอื่น
“ แคตตาล็อกของเราจะช่วยให้ผู้อื่นอนุมานถึงมวลและระยะทางจากการโคจรของดาวเคราะห์รวมถึงขนาดอนุภาคที่โดดเด่นในวงแหวน” สตาร์กกล่าว
Stark และ Kuchner ตีพิมพ์ผลการศึกษาในวารสาร Astrophysical Journal ฉบับวันที่ 10 ตุลาคม สตาร์กได้สร้างแผนที่จำลองการจำลองฝุ่นจากนอกโลกขึ้นทางออนไลน์
ที่มา: ศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ด
