ควรช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจดาวเคราะห์ที่มีจำนวนมากที่สุดของกาแลคซีบางดวง BY เลโต ซาปูนาร์ | เผยแพร่ 26 พ.ย. 2564 6:00 น.
ศาสตร์
ช่องว่าง
กระจกเคลือบทองของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ NASA
แบ่งปัน
การเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์ล่าช้าจนถึงอย่างน้อย 22 ธันวาคมหลังจากที่แคลมป์ยึดกับนั่งทำงานผิดปกติ แต่เมื่อยานอวกาศโคจรรอบในที่สุด นักดาราศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบก็ตั้งตารอที่จะได้เห็นดาวเคราะห์นอกระบบที่เปลี่ยนเกม
ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์หนึ่งในสองในดาราจักร
ของเรามีดาวเคราะห์นอกระบบย่อยของเนปจูน ซึ่งเป็นโลกระหว่างขนาดโลกกับดาวเนปจูนจาค็อบ บีนนักดาราศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบแห่งมหาวิทยาลัยชิคาโก และผู้นำร่วมของการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์นอกระบบสองดวงที่วางแผนไว้ระบุไว้ใน ประกาศ ล่าสุดของNASA นักดาราศาสตร์ยังรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับการก่อตัวและองค์ประกอบของโลกที่อุดมสมบูรณ์เหล่านี้ พวกมันเป็นดาวเคราะห์คล้ายโลกที่เป็นหินซึ่งมีขนาดใหญ่ขึ้นเล็กน้อยและได้รับชั้นบรรยากาศที่หนาทึบหรือไม่? หรือพวกมันประกอบด้วยน้ำแข็งเหมือนดาวเนปจูน?
ผู้เชี่ยวชาญด้านดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่ตั้งสมมติฐานว่าโลกเหล่านี้เป็นหิน Bean กล่าว และหากเป็นกรณีนี้ ดาวเคราะห์ก็มีความสำคัญในการทำความเข้าใจว่าดาวเคราะห์คล้ายโลกก่อตัวอย่างไร
Björn Bennekeนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่เชี่ยวชาญด้านดาวเคราะห์นอกระบบที่มหาวิทยาลัยมอนทรีออลกล่าวว่า หากคุณต้องการเข้าใจอะไรเกี่ยวกับดาวเคราะห์ อย่างน้อยที่สุด คุณต้องเข้าใจประเภทดาวเคราะห์ที่พบบ่อยที่สุด ซึ่งหมายถึงดาวเนปจูนย่อย Benneke ไม่ได้เกี่ยวข้องกับทีมของ Bean แต่จะทำงานกับการสังเกตการณ์ดาวเคราะห์นอกระบบอื่นๆ ของ Webb ก่อนหน้านี้เขาพบหลักฐานว่าอาจมีน้ำบนดาวเคราะห์นอกระบบดาวเนปจูนอย่างน้อยหนึ่งดวง
แต่แม้กระทั่งองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศย่อยของดาวเนปจูนก็ยังสังเกตได้ยากเพราะมักจะถูกหมอกควันหรือเมฆบดบัง
[ที่เกี่ยวข้อง: ดาวเคราะห์ที่เพิ่งค้นพบใหม่ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่ตายแล้วทำให้มองเห็นอนาคตของโลกได้อย่างชัดเจน ]
ลักษณะดังกล่าวถือเป็นเรื่องปกติในท้องฟ้าของดาวเคราะห์หลายดวง อันที่จริง บรรยากาศทั้งหมดในระบบสุริยะของเรามีเมฆหรือหมอกควัน นี่เป็นสองวิธีที่แตกต่างกันที่ละอองลอย – จุดเล็ก ๆ ของของเหลวหรือของแข็ง – ปรากฏในบรรยากาศ Bean กล่าว เมฆก่อตัวเมื่อสิ่งที่โดยปกติแล้วเป็นก๊าซในบรรยากาศ “ควบแน่น” ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ที่ก๊าซเช่นน้ำซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะอยู่ในอากาศเป็นไอ ควบแน่นเป็นเมฆหากอากาศอิ่มตัว บีนกล่าว หมอกควันคล้ายกับเมฆ แต่เกิดขึ้นเมื่อรังสีอุลตร้าไวโอเลตจากดาวฤกษ์แยกโมเลกุลในชั้นบรรยากาศออก ซึ่งทำให้พวกมันควบแน่นออกมาโดยที่ไม่ได้เป็นอย่างอื่น
หมอกควันของดาวเคราะห์นี้แตกต่างจากหมอกควันที่เกิดจากมลภาวะบนโลก ตัวอย่างที่น่าสนใจของบรรยากาศที่มีหมอกปกคลุมในบริเวณใกล้เคียงคือบรรยากาศที่ปกคลุมไททันดวงจันทร์ของดาวเสาร์ ที่ซึ่งไนโตรเจนและมีเทนในชั้นบรรยากาศถูกทำลายโดยแสงแดดและก่อตัวเป็นละอองลอย
James Webb สามารถมองเห็นความยาวคลื่น “อินฟราเรดกลาง”
ที่ยาวกว่าที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศอื่น ๆ มองเห็นได้ วิธีนี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ได้ลึกขึ้น เพราะเมื่อมองที่ความยาวคลื่นที่ยาวกว่า เมฆและหมอกควันมักจะโปร่งใสมากกว่า Benneke กล่าว กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์เชี่ยวชาญด้านอินฟราเรด และยังเป็นเครื่องมือที่มีประสิทธิภาพสำหรับดาราศาสตร์นอกระบบอีกด้วย เขากล่าว เจมส์ เวบบ์เป็นผู้สืบทอดของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศขนาดใหญ่ตัวแรกและโดดเด่นที่สุด ซึ่งได้เก็บภาพจำนวนมากไว้ให้บริการตลอดสามทศวรรษที่ผ่านมา เว็บบ์จะใหญ่กว่าและแม่นยำกว่าทั้งคู่
[ที่เกี่ยวข้อง: หลังจาก 20 ปี ในที่สุด NASA ก็สร้างกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์เสร็จ ]
มุมมองอินฟราเรดของ Webb จะสามารถวัดอุณหภูมิของดาวเคราะห์นอกระบบได้อย่างแม่นยำ เช่นGJ 1214 b ซึ่งเป็น หนึ่งในดาวเคราะห์นอกระบบที่เก่าแก่ที่สุดที่รู้จักและได้รับการศึกษาอย่างละเอียดถี่ถ้วนที่สุด GJ 1214 b มองเห็นได้ง่ายกว่าเนื่องจากมีขนาดใหญ่เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์แม่ ซึ่งเป็นดาวแคระแดงและอยู่ห่างออกไปเพียง 40 ปีแสง
ทีมงานหวังว่าจะสามารถวัดได้โดยตรงว่าโมเลกุลชนิดใดที่มีอยู่ในบรรยากาศของมัน Bean กล่าว แต่ถึงแม้จะทำไม่ได้ เนื่องจากดาวเคราะห์ถูกล็อคด้วยกระแสน้ำ โดยที่ด้านหนึ่งหันเข้าหาดาวฤกษ์เสมอ ทีมงานควรจะสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับองค์ประกอบของมันด้วยวิธีการที่แตกต่างออกไป: พวกเขาสามารถใช้อุณหภูมิของดาวเคราะห์และศึกษาว่าบรรยากาศถ่ายโอนอย่างไร ความร้อนจากกลางวันสู่กลางคืนผ่านไอพ่นที่หมุนได้สูง ซึ่งเป็นกระแสไอพ่นเส้นศูนย์สูตรที่ไหลไปทั่วโลก
ดาวเนปจูนย่อยส่วนใหญ่ที่ง่ายต่อการสำรวจอยู่ใกล้กับดาวของพวกมัน ซึ่งทำให้การมีอยู่ของมันยากขึ้นที่จะอธิบาย พวกเขาเก็บบรรยากาศก๊าซหนาไว้ ซึ่งน่าจะเป็นเรื่องยากมากสำหรับดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่จะยึดเกาะไว้ด้วยลมสุริยะที่รุนแรงและความร้อนที่ใกล้กับดาวฤกษ์ “ดาวเคราะห์เหล่านี้สามารถดึง [ก๊าซ] ได้มากขนาดนี้ได้อย่างไร” บีนกล่าว
เนื่องจากดาวเนปจูนย่อยอยู่ “เส้นเขตแดน” ของสิ่งที่ฮับเบิลตรวจพบ เจมส์ เวบบ์อาจเป็น “ผู้เปลี่ยนเกมอย่างสมบูรณ์” สำหรับการศึกษาพวกมัน Benneke กล่าว กระจกเคลือบทองขนาดใหญ่ของเวบบ์ และความจริงที่ว่ามันยังคงเย็นมาก หมายความว่ามัน “ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อใช้อุณหภูมิของจักรวาลจริงๆ”
