ดาวเคราะห์นอกระบบที่อาจมีดวงจันทร์ภูเขาไฟ
งานวิจัยใหม่จากห้องทดลองไอพ่นขับดันได้เผยให้เห็นสัญญาณที่อาจเป็นร่องรอยของดวงจันทร์หินภูเขาไฟดวงหนึ่ง ที่โคจรรอบดาวเคราะห์นอกระบบดวงหนึ่งซึ่งอยุ่ห่างจากโลกออกไป 635 ปีแสง
เงื่อนงำใหญ่ที่สุดก็คือ เมฆโซเดียมที่พบอยู่ใกล้กับดาวเคราะห์แต่กลับไม่ได้พ้องกับดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-49b ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ขนาดพอๆ กับดาวเสาร์ แม้ว่ายังคงต้องการการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันพฤติกรรมของเมฆ ในระบบของเราเอง การปล่อยก๊าซจากดวงจันทร์ไอโอ(Io) ของดาวพฤหัสฯ ก็สร้างปรากฏการณ์ประหลาดคล้ายๆ กันนี้
แม้ว่าจะยังไม่มีการยืนยันการพบดวงจันทร์ของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ(exomoons) แต่ก็มีการจำแนกพบว่าที่ดวงจันทร์นอกระบบหลายดวง เป็นไปได้ที่วัตถุข้างเคียงดาวเคราะห์เหล่านี้หลุดรอดการค้นพบเนื่องจากพวกมันมีขนาดเล็กและสลัวเกินไปที่กล้องโทรทรรศน์ในปัจจุบันจะตรวจจับได้
เมฆโซเดียมรอบ WASP-49b ถูกพบเป็นครั้งแรกในปี 2017 ได้ดึงดูดความสนใจของ Apurva Oza ซึ่งเคยเป็นนักวิจัยหลังปริญญาเอกที่ห้องทดลองไอพ่นขับดัน(JPL) ของนาซา และขณะนี้เป็นนักวิทยาศาสตร์ทีมงานที่คาลเทค ซึ่งจัดการ JPL Oza ใช้เวลาหลายปีเพื่อสืบสวนว่า อาจจะพบดวงจันทร์นอกระบบผ่านกิจกรรมภูเขาไฟของพวกมัน ได้หรือไม่
ภาพจากศิลปินแสดงดวงจันทร์ภูเขาไฟดวงหนึ่งที่อาจจะมีอยู่ ระหว่างดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-49b(ซ้าย) และดาวฤกษ์แม่ของมัน หลักฐานใหม่บ่งชี้ว่าเมฆโซเดียมก้อนมหึมาที่พบอยู่ใกล้กับ WASP-49b ถูกสร้างขึ้นโดยสิ่งอื่น ที่ไม่ใช่ทั้งจากดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์อื่น นักวิจัยจึงสงสัยว่ามาจากดวงจันทร์นอกระบบ(exomoon) ดวงหนึ่ง ภาพปก ภาพซูมภาพจากศิลปินแสดงดวงจันทร์ภูเขาไฟนอกระบบที่อาจมีอยู่รอบ WASP-49b
ยกตัวอย่างเช่น ไอโอ ซึ่งเป็นวัตถุที่มีกิจกรรมภูเขาไฟที่คุกรุ่นที่สุดในระบบสุริยะของเรา ก็พ่นกำมะถันไดออกไซด์, โซเดียม, โพทัสเซียม และก๊าซอื่นๆ ออกมาอย่างต่อเนื่อง ซึ่งก่อตัวเป็นเมฆขนาดมหึมารอบๆ ดาวพฤหัสฯ โดยมีความกว้างถึงหนึ่งพันเท่ารัศมีดาวเคราะห์ยักษ์นี้ เป็นไปได้ที่นักดาราศาสตร์ที่ตรวจสอบระบบดาวแห่งอื่นอาจจะตรวจพบเมฆก๊าซลักษณะนี้ แม้ว่าดวงจันทร์เองอาจจะเล็กเกินกว่าที่จะมองเห็นได้
ทั้ง WASP-49b และดาวฤกษ์แม่ของมัน มีองค์ประกอบเป็นไฮโดรเจนและฮีเลียมเกือบทั้งหมด โดยมีโซเดียมเพียงจำนวนน้อย ไม่มีวัตถุใดเลยที่จะมีโซเดียมมากพอที่จะอธิบายเมฆนี้ได้ ซึ่งดูเหมือนจะมาจากแหล่งอีกแห่งที่สร้างโซเดียมราว 1 แสนกิโลกรัมต่อวินาที แม้ถ้าดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์จะสามารถผลิตโซเดียมจำนวนมากอย่างนี้ได้ ก็ยังไม่ชัดเจนถึงกลไกที่จะผลักโซเดียมออกสู่อวกาศได้ แล้วแหล่งนี้จะเป็นดวงจันทร์นอกระบบที่กำลังปะทุภูเขาไฟ ได้หรือไม่
Oza และเพื่อนร่วมงานของเขาพยายามหาคำตอบ งานนี้ก็ท้าทายในทันทีเนื่องจากจากระยะทางที่ไกลเช่นนี้ ดาวฤกษ์,ดาวเคราะห์ และเมฆมักจะซ้อนทับกันและอยู่ในจุดเล็กจิ๋วอันห่างไกลในอวกาศ ดังนั้น ทีมจึงต้องเฝ้าดูระบบนี้เป็นเวลานาน
ตามที่อธิบายไว้ในการศึกษาใหม่ใน Astrophysical Journal Letters พวกเขาได้พบหลักฐานหลายชิ้นที่บอกว่าเมฆนี้เกิดขึ้นจากวัตถุอื่นที่โคจรรอบดาวเคราะห์ แม้จะยังคงต้องการการวิจัยเพิ่มเติมเพื่อยืนยันพฤติกรรมของเมฆ ยกตัวอย่างเช่น ในการสำรวจมีสองครั้งที่บ่งชี้ว่าจู่ๆ เมฆก็มีขนาดใหญ่ขึ้นอย่างฉับพลัน ราวกับว่ามันถูกเติมเข้ามา แต่ไม่ได้เกิดขึ้นใกล้กับดาวเคราะห์
การปะทุภูเขาไฟที่ขอบภาพดวงจันทร์ไอโอ
ทีมยังสำรวจพบว่าเมฆเคลื่อนที่เร็วกว่าดาวเคราะห์ในแบบที่ไม่น่าเป็นไปได้ ยกเว้นแต่เมฆเกิดจากวัตถุอีกแหล่งที่เคลื่อนที่อย่างเป็นอิสระจากดาวเคราะห์ และเคลื่อนที่เร็วกว่าดาวเคราะห์ด้วย Oza กล่าวว่า และนี่เราคิดว่าเป็นหลักฐานส่วนที่สำคัญ เมฆกำลังคลื่อนที่ในทิศที่สวนทางกับที่ฟิสิกส์บอกเราว่ามันควรจะไป ถ้ามันเป็นส่วนหนึ่งของชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์
ในขณะที่การสำรวจเหล่านี้สร้างความประทับใจให้กับนักวิจัย แต่พวกเขาก็บอกว่ายังคงต้องทำการสำรวจระบบแห่งนี้เพิ่มเติมให้นานขึ้นเพื่อให้แน่ใจถึงวงโคจรและโครงสร้างของเมฆนี้
ส่วนหนึ่ง นักวิจัยได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) สำรวจแล้ว Julia Seidel ผู้เขียนร่วม นักวิจัยที่หอสังเกตการณ์นี้ กล่าวว่า เมฆลอยอยู่สูงเหนือชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ คล้ายคลึงอย่างมากกับเมฆที่เกิดขึ้นรอบๆ ดาวพฤหัสฯ พวกเขายังใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อสร้างลำดับเหตุการณ์ดวงจันทร์นอกระบบ และเปรียบเทียบแบบจำลองกับข้อมูล
ดาวเคราะห์ WASP-49b โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ทุกๆ 2.8 วันในทิศทางตามเข็มนาฬิกา แต่เมฆปรากฏและหายไปซ่อนหลังดาวฤกษ์ หรือหลังดาวเคราะห์ด้วยช่วงเวลาที่ไม่เป็นคาบแน่นอน จากแบบจำลอง Oza และทีมแสดงว่ามีดวงจันทร์ดวงหนึ่งซึ่งมีคาบการโคจร 8 ชั่วโมงรอบดาวเคราะห์ ซึ่งน่าจะอธิบายการเคลื่อนที่และกิจกรรมของเมฆนี้ได้ ซึ่งรวมถึงรูปแบบที่บางครั้งมันก็เคลื่อนไปอยู่หน้าดาวเคราะห์ และดูจะไม่ได้เกี่ยวข้องกับพื้นที่เฉพาะส่วนบนดาวเคราะห์เลย
ภาพถ่ายเมฆโซเดียม image credit: Chris Hooker/britastro.org
หลักฐานนี้ชัดเจนว่ามีบางสิ่งที่ไม่ใช่ดาวเคราะห์และดาวฤกษ์ ที่กำลังสร้างเมฆ Rosaly Lopes นักธรณีวิทยาดาวเคราะห์ที่ JPL ซึ่งเป็นผู้เขี่ยนร่วมการศึกษากับ Oza กล่าว การตรวจจับดวงจันทร์นอกระบบได้สักดวงน่าจะเป็นเรื่องที่ค่อนข้างพิเศษ และเพราะไอโอ เราจึงทราบว่าอาจมีดวงจันทร์นอกระบบที่ปะทุภูเขาไฟ ก็ได้
บนโลก ภูเขาไฟถูกขับเคลื่อนโดยความร้อนในแกนกลางที่หลงเหลืออยู่หลังจากที่ดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นมา ในทางตรงกันข้าม ภูเขาไฟบนดวงจันทร์ไอโอ ขับเคลื่อนโดยแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสฯ ซึ่งบีบดวงจันทร์เมื่อมันเคลื่อนเข้าใกล้ จากนั้นก็คายแรงบีบลงเมื่อดวงจันทร์ขยับห่างไป การยืดและปล่อยนี้ทำให้ภายในดวงจันทร์ร้อนขึ้น นำไปสู่กระบวนการที่เรียกว่า tidal volcanism
ถ้า WASP-49b มีดวงจันทร์ที่มีขนาดใกล้เคียงกับดวงจันทร์ของโลก Oza และทีมประเมินว่า การสูญเสียมวลอย่างรวดเร็ว รวมกับการยืดจากแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์ สุดท้ายแล้วจะทำให้ดวงจันทร์ถูกทำลาย ถ้ามีดวงจันทร์อยู่ที่นั้นจริง มันก็จะมีจุดจบที่การถูกทำลาย Oza กล่าว
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
