ดาวลาวาเปียกชื้นยึดชั้นบรรยากาศได้อย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบหลักฐานที่แข็งแกร่งที่สุดของดาวเคราะห์หินที่มีชั้นบรรยากาศนอกระบบสุริยะ ซึ่งท้าทายความเชื่อเดิมที่ว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่โคจรรอบดาวฤกษ์ในระยะใกล้ไม่สามารถรักษาก๊าซที่หนาแน่นได้

TOI-561 b โคจรรอบดาวฤกษ์ที่มีอายุ 1 หมื่นล้านปี ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 280 ปีแสง และมีมหาสมุทรแมกมาอันกว้างใหญ่ ทีมวิจัยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ของ NASA ตรวจสอบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะซูเปอร์เอิร์ธที่ร้อนจัด และพบหลักฐานที่บ่งชี้ว่ามันถูกล้อมรอบด้วยชั้นบรรยากาศหนาแน่น การค้นพบใหม่นี้อธิบายถึงความหนาแน่นที่ต่ำอย่างผิดปกติของดาวเคราะห์ และช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจโลกหินที่อยู่ไกลเกินเอื้อมของระบบสุริยะของเราได้ดีขึ้น

โลกที่แปลกประหลาดนี้ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 2020 และเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์อย่างน้อยสามดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ชนิด G โบราณ แม้ว่าดาวฤกษ์ของมันจะมีขนาดเล็กกว่าและเย็นกว่าดวงอาทิตย์ของเราเล็กน้อย แต่ TOI-561 b โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมันในระยะใกล้มาก (น้อยกว่าหนึ่งล้านไมล์) ซึ่งมีแนวโน้มว่าจะถูกล็อกด้วยแรงไทดัล เมื่อมันโคจรรอบครบใน 11 ชั่วโมง ด้านหนึ่งของดาวเคราะห์จะหันหน้าเข้าหาดาวฤกษ์ของมันอย่างถาวร

โจฮันนา เทสเก นักวิทยาศาสตร์ประจำห้องปฏิบัติการ Carnegie Science Earth and Planets และผู้เขียนนำของรายงานที่ตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Letters กล่าวใน แถลงการณ์ว่า “สิ่งที่ทำให้ดาวเคราะห์นี้แตกต่างออกไปอย่างแท้จริงคือความหนาแน่นที่ต่ำผิดปกติของมัน ไม่ใช่ซุปเปอร์พัฟ แต่มีความหนาแน่นน้อยกว่าที่คุณคาดหวังหากมันมีองค์ประกอบคล้ายโลก”

ความใกล้ชิดกับดาวฤกษ์แม่ของมันจะส่งผลให้เกิดอุณหภูมิที่สูงเกินไป ร้อนเกินกว่าจะรักษาสภาพชั้นบรรยากาศได้ รังสีจากดาวฤกษ์จะทำให้ก๊าซในชั้นบรรยากาศหลุดออกไปในอวกาศ อย่างไรก็ตาม ความหนาแน่นต่ำของดาวเคราะห์บ่งชี้ว่ามันไม่ใช่โลกหินอย่างแท้จริง

ทีมวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังการศึกษาใหม่นี้ตั้งเป้าที่จะทำความเข้าใจว่า TOI-561 b เป็นแค่หินเปลือยหรือลาวา หรือมีอะไรอื่นที่กำลังเกิดขึ้น นักวิทยาศาสตร์ใช้ NIRSpec (Near-Infrared Spectrograph) ของเวบบ์เพื่อวัดอุณหภูมิของด้านกลางวันของดาวเคราะห์ (ด้านของดาวเคราะห์ที่หันหน้าเข้าหาดาวฤกษ์) โดยพิจารณาจากความสว่างใกล้อินฟราเรด

หาก TOI-561 b ไม่มีชั้นบรรยากาศที่จะนำความร้อนจากด้านกลางวันไปยังด้านกลางคืน อุณหภูมิบนด้านที่หันหน้าเข้าหาดาวของดาวเคราะห์ควรจะอยู่ที่ประมาณ 4,900 องศาฟาเรนไฮต์ (2,700 องศาเซลเซียส) อย่างไรก็ตาม การสังเกตของเวบบ์บอกเล่าเรื่องราวที่แตกต่างออกไป โดยเผยให้เห็นว่าด้านกลางวันของดาวเคราะห์ดูเหมือนจะใกล้เคียงกับ 3,200 องศาฟาเรนไฮต์ (1,800 องศาเซลเซียส) ซึ่งยังคงร้อนมาก แต่ไม่เพียงพอที่จะอธิบายถึงการขาดชั้นบรรยากาศ

ทีมงานได้สำรวจคำอธิบายอื่นๆ แต่ไม่มีคำอธิบายใดที่ดีเท่านี้ หากไม่มีชั้นบรรยากาศ ด้านกลางคืนของดาวเคราะห์อาจจะเป็นของแข็ง ซึ่งจะป้องกันการถ่ายเทความร้อนจากด้านกลางวัน มหาสมุทรแมกมาของดาวเคราะห์อาจมีบทบาทด้วย หากมันมีชั้นบางๆ ของไอร็อกบนพื้นผิว แต่ผลการระบายความร้อนของมันจะน้อยมาก “เราต้องการชั้นบรรยากาศที่อุดมไปด้วยสารระเหยหนาแน่นจริงๆ เพื่ออธิบายการสังเกตทั้งหมด” อันจาลี ไพเอตต์ นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮม สหราชอาณาจักร และผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าว

แม้ว่าการมีอยู่ของชั้นบรรยากาศบน TOI-561 b อาจเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้เพียงอย่างเดียว แต่ก็ยังก่อให้เกิดปริศนาว่าดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่สัมผัสกับรังสีจำนวนมากจากดาวฤกษ์แม่ของมันสามารถยึดก๊าซที่หนาแน่นไว้ได้อย่างไร นักวิจัยเชื่อว่าคำตอบอาจอยู่ในมหาสมุทรแมกมาของดาวเคราะห์

ทิม ลิกเทนเบิร์ก นักวิจัยจากมหาวิทยาลัย Groningen ในเนเธอร์แลนด์ และผู้ร่วมเขียนรายงานกล่าวว่า “เราคิดว่ามีความสมดุลระหว่างมหาสมุทรแมกมากับชั้นบรรยากาศ ในเวลาเดียวกันที่ก๊าซกำลังออกมาจากดาวเคราะห์เพื่อป้อนชั้นบรรยากาศ มหาสมุทรแมกมาก็กำลังดูดพวกมันกลับเข้าไปในภายใน”

“ดาวเคราะห์ดวงนี้ต้องอุดมไปด้วยสารระเหยมากกว่าโลกมาก เพื่ออธิบายการสังเกตการณ์” เขากล่าวเสริม “มันเหมือนกับดาวลาวาเปียกชื้นจริงๆ”

ดาวลาวาเปียกชื้นยึดชั้นบรรยากาศได้อย่างไร?

ไขปริศนา: ดาวลาวาเปียกชื้น

ปรากฏการณ์ของ ดาวลาวาเปียกชื้น ที่สามารถยึดชั้นบรรยากาศได้นั้น เป็นเรื่องที่น่าทึ่งมาก ข้อมูลใหม่นี้ไม่เพียงแต่เปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะเท่านั้น แต่ยังกระตุ้นให้เกิดคำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์ที่คล้ายคลึงกันในจักรวาลอีกด้วย การค้นพบนี้เป็นแรงบันดาลใจให้เราสำรวจและทำความเข้าใจโลกที่อยู่ห่างไกลออกไปมากขึ้น

การค้นพบ ดาวลาวาเปียกชื้น ที่สามารถยึดชั้นบรรยากาศได้นั้น แสดงให้เห็นว่าจักรวาลนั้นเต็มไปด้วยความประหลาดใจและความเป็นไปได้มากมาย การศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการเดินทางอันยาวนานเพื่อค้นหาความรู้และความเข้าใจเกี่ยวกับจักรวาลที่เราอาศัยอยู่นี้ การวิจัยเกี่ยวกับ TOI-561 b และดาวเคราะห์อื่นๆ ที่คล้ายกัน อาจนำไปสู่การค้นพบใหม่ๆ ที่สำคัญ และอาจเปลี่ยนแปลงความเข้าใจของเราเกี่ยวกับตำแหน่งของเราในจักรวาลอย่างสิ้นเชิง

การที่ ดาวลาวาเปียกชื้น อย่าง TOI-561 b สามารถยึดชั้นบรรยากาศไว้ได้นั้น แสดงให้เห็นถึงความซับซ้อนและความหลากหลายของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ กระบวนการที่ก๊าซถูกปล่อยออกมาจากดาวเคราะห์และถูกดูดกลับเข้าไปในภายในโดยมหาสมุทรแมกมา เป็นสิ่งที่น่าสนใจและต้องการการศึกษาเพิ่มเติม เพื่อทำความเข้าใจถึงกลไกที่ทำให้ดาวเคราะห์ดวงนี้สามารถรักษาสมดุลของชั้นบรรยากาศไว้ได้

การค้นพบนี้เปิดโอกาสให้เราตั้งคำถามเกี่ยวกับความเป็นไปได้ในการมีอยู่ของชีวิตบนดาวเคราะห์ที่แตกต่างจากโลกของเราอย่างสิ้นเชิง ถึงแม้ว่า TOI-561 b จะมีสภาพแวดล้อมที่รุนแรงและไม่เอื้ออำนวยต่อการดำรงชีวิตแบบที่เราคุ้นเคย แต่การที่ดาวเคราะห์ดวงนี้สามารถรักษาสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้นั้น ทำให้เราต้องพิจารณาถึงความเป็นไปได้ในการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมที่แปลกประหลาดอื่นๆ ในจักรวาล

จากการค้นพบนี้ เราได้เรียนรู้ว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะสามารถมีความหลากหลายและซับซ้อนมากกว่าที่เราเคยคิดไว้มาก การศึกษาดาวเคราะห์อย่าง TOI-561 b เป็นสิ่งสำคัญในการขยายความรู้และความเข้าใจของเราเกี่ยวกับจักรวาล และอาจนำไปสู่การค้นพบใหม่ๆ ที่จะเปลี่ยนแปลงมุมมองของเราเกี่ยวกับชีวิตและจักรวาลอย่างสิ้นเชิง

ที่มา – This ‘Wet Lava Ball’ in Space Somehow Clings to an Atmosphere