ดาวเคราะห์หิน7ดวง

 

 

ดาวเคราะห์หิน 7ดวง การวัดมวลและเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ สามารถเปิดเผยความหนาแน่นได้ ซึ่งจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ทราบเบาะแสเกี่ยวกับองค์ประกอบของมัน ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์ ทราบความหนาแน่นของดาวเคราะห์ แทรปพิสต์1 7 ดวง ซึ่งแม่นยำกว่าดาวเคราะห์ดวงอื่นในจักรวาลยกเว้นระบบสุริยะของเรา

ดาวแคระแดง แทรปพิสต์1 อยู่ห่างออกไปประมาณ 40 ปีแสง เป็นดาวแม่ของดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก 7 ดวง พี่น้องหินทั้งเจ็ดนี้ รวมกันเป็นกลุ่มดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุด ที่ค้นพบและเป็นหนึ่งในระบบดาวเคราะห์ที่มีความหลากหลายในจักรวาล

เมื่อวันที่ 22 มกราคม การศึกษาใหม่ในวารสาร วิทยาดาวเคราะห์ แสดงให้เห็นว่าความหนาแน่นของดาวเคราะห์ แทรปพิสต์1 นั้นใกล้เคียงกันมาก นี่อาจหมายความว่า พวกมันทั้งหมดมีสสารในสัดส่วนที่ใกล้เคียงกันโดยประมาณ ซึ่งเชื่อกันว่าประกอบเป็น ดาวเคราะห์หิน ส่วนใหญ่เช่น เหล็กออกซิเจนแมกนีเซียมและซิลิคอน แต่ถ้าเป็นกรณีนี้อัตราส่วนจะต้องแตกต่างจากของโลกอย่างมีนัยสำคัญ

ถ้าองค์ประกอบนั้นเหมือนกับของโลก ความหนาแน่นของดาวเคราะห์ แทรปพิสต์1 จะต่ำกว่า 8% จากข้อสรุปนี้ ผู้เขียนบทความได้ตั้งสมมติฐานว่า ส่วนผสมของสารผสมหลายชนิด สามารถตอบสนองความหนาแน่นที่สังเกตได้ของดาวเคราะห์ แทรปพิสต์1

ดาวเคราะห์เหล่านี้ บางดวงเป็นที่รู้จักตั้งแต่ปี 2559 เมื่อนักวิทยาศาสตร์ประกาศว่า พวกเขาค้นพบดาวเคราะห์สามดวงที่โคจรรอบดาว แทรปพิสต์1 ในชิลี โดยใช้กล้องโทรทรรศน์ Transiting Planets และ Planetesimals Small Telescope TRAPPIST กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ที่เลิกใช้แล้ว

ในปัจจุบัน นาซ่าร่วมมือกับกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน และการสังเกตการณ์ในภายหลัง ได้ยืนยันดาวเคราะห์ดึกดำบรรพ์สองดวงและค้นพบอีกห้าดวง กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเคปเลอร์ ปัจจุบันปลดประจำการแล้ว

ดาวเคราะห์ TRAPPIST1 ทั้งเจ็ด ถูกค้นพบด้วยวิธีการขนส่ง เนื่องจากพวกมันอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มาก จึงทำให้รัศมีวงโคจรเล็กกว่าดาวพุธ มีขนาดเล็กและมืดเกินไป เมื่อเทียบกับดวงดาวนักวิทยาศาสตร์ ไม่สามารถมองเห็นดาวเคราะห์ได้โดยตรง แต่เนื่องจากดาวเคราะห์ผ่านหน้าดาวฤกษ์จะทำให้ความสว่างของดาวลดลง จึงกำหนดตำแหน่งของดาวเคราะห์ แทรปพิสต์1 ทั้ง 7 ดวง

การสังเกตการลงมาของแสงดาวซ้ำ ๆ รวมกับการวัดเวลาโคจรของดาวเคราะห์ ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถประมาณมวลและเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ได้ ซึ่งจะใช้คำนวณความหนาแน่นได้ การคำนวณก่อนหน้านี้ระบุว่าขนาดและมวลของดาวเคราะห์นั้น ใกล้เคียงกับโลกโดยประมาณ ดังนั้นจึงต้องเป็นดาวเคราะห์หินไม่ใช่ดาวเคราะห์ก๊าซเช่นดาวพฤหัสบดีหรือดาวเสาร์

กฎเหล็ก ยิ่งนักวิทยาศาสตร์ทราบความหนาแน่นของดาวเคราะห์ได้แม่นยำมากเท่าไหร่ ก็ยิ่งเข้าใจองค์ประกอบของมันได้ดีขึ้นเท่านั้น ตัวอย่างเช่น ที่ทับกระดาษอาจมีขนาดประมาณลูกเบสบอล แต่มักจะหนักกว่ามาก ขนาดและน้ำหนักร่วมกัน แสดงให้เห็นถึงความหนาแน่นของแต่ละวัตถุ ซึ่งสามารถอนุมานได้ว่า ลูกเบสบอลทำจากสิ่งของที่เบากว่า เชือกและหนัง ในขณะที่ที่ทับกระดาษทำจากของที่หนักกว่า โดยปกติจะเป็นแก้วหรือโลหะ

ความหนาแน่นของดาวเคราะห์ ถูกกำหนดโดยองค์ประกอบและขนาดและแรงโน้มถ่วงบีบอัดดาวเคราะห์ และเพิ่มความหนาแน่น ความหนาแน่นที่ไม่ถูกบีบอัดจะถูกปรับตามอิทธิพลของแรงโน้มถ่วง ซึ่งสามารถเปิดเผยองค์ประกอบของดาวเคราะห์ต่างๆ

ดาวเคราะห์แทรปพิสต์1 ทั้ง 7 ดวงมีความหนาแน่นใกล้เคียงกัน ค่าต่างกันไม่เกิน 3% ทำให้ระบบนี้แตกต่างจากระบบของเราเองมาก ความแตกต่างของความหนาแน่นระหว่างดาวเคราะห์แทรปพิสต์1 กับโลกและดาวศุกร์อาจดูเหมือนน้อยประมาณ 8% แต่ก็มีความสำคัญในระดับดาวเคราะห์

ตัวอย่างเช่น จากการศึกษานี้ วิธีหนึ่งในการอธิบายความหนาแน่นที่ต่ำกว่าของดาวเคราะห์ แทรปพิสต์1 คือ องค์ประกอบของพวกมันคล้ายกับโลก แต่เปอร์เซ็นต์ของเหล็กต่ำกว่าประมาณ 21% เทียบกับ 32% สำหรับโลก

หรือเหล็กบนดาวเคราะห์ อาจผสมกับออกซิเจนจำนวนมาก เพื่อสร้างออกไซด์ของเหล็กหรือสนิม ออกซิเจนที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ความหนาแน่นของดาวเคราะห์ลดลง สีแดงบนพื้นผิวของดาวอังคารมาจากเหล็กออกไซด์ แต่ก็เหมือนกับพี่น้องที่เป็นหินในระบบสุริยะทั้งสาม มีแกนกลางที่ทำจากเหล็กที่ไม่ได้ออกซิไดซ์ ในทางตรงกันข้ามถ้าความหนาแน่นต่ำกว่าของดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 เกิดจากเหล็กออกไซด์ดาวเคราะห์เหล่านี้จะเกิดสนิมและไม่มีแกนเหล็กที่เป็นของแข็ง

Eric Agol นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยวอชิงตัน และผู้เขียนหลักของการศึกษาใหม่กล่าวว่า คำตอบอาจเป็นการรวมกันของเหล็กสองอย่างที่น้อยกว่าและมีเหล็กออกไซด์มากขึ้น

ทีมวิจัยยังศึกษาว่า พื้นผิวของดาวเคราะห์แต่ละดวงจะถูกปกคลุมด้วยน้ำหรือไม่ ซึ่งเบากว่าสนิมซึ่งจะทำให้ความหนาแน่นโดยรวมของดาวเคราะห์เปลี่ยนแปลงไป น้ำคิดเป็น 5% ของมวลของดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ชั้นนอกทั้งสี่ดวงเทียบกับน้อยกว่าหนึ่งในพันของมวลทั้งหมดของโลก

เนื่องจากอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากเกินไป น้ำจึงไม่สามารถคงสภาพเป็นของเหลวได้ ดังนั้นดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ชั้นในทั้ง 3 ดวง จึงต้องการบรรยากาศที่ร้อนและหนาแน่นเช่น ดาวศุกร์เพื่อให้น้ำอยู่บนโลกในรูปของไอได้ แต่ Argore กล่าวว่าคำอธิบายนี้ดูเหมือนจะไม่น่าเป็นไปได้ เพราะเป็นเรื่องบังเอิญที่ดาวเคราะห์ทั้งเจ็ด มีน้ำเพียงพอที่จะทำให้เกิดความหนาแน่นใกล้เคียงกันได้

โครงสร้างภายในที่เป็นไปได้สามประการของดาวเคราะห์นอกระบบ TRAPIST-1 ยิ่งนักวิทยาศาสตร์ ทราบเกี่ยวกับความหนาแน่นของดาวเคราะห์มากเท่าไหร่ ก็ยิ่งสามารถลดความเป็นไปได้ในการเกิดภายในของดาวเคราะห์ได้มากเท่านั้น ความหนาแน่นของดาวเคราะห์ทั้งเจ็ด มีความคล้ายคลึงกันมาก ดังนั้นจึงน่าจะมีองค์ประกอบที่คล้ายกัน

 

อ่านสาระเพิ่มเติมคลิก : โรคอัลไซเมอร์เกิดจากสาเหตุใด?