ข่าวดี กล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ ตรวจจับแก๊สในชั้นบรรยากาศ "ดาวเคราะห์" ได้ในแบบที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน เพิ่มขีดจำกัดการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกไปอีกขั้น
ข่าวที่น่าสนใจ
สถาบันวิจัยดาราศาสตร์ อัปเดตข่าวสารสำคัญทางวงการดาราศาสตร์ กล้องโทรทรรศน์ อวกาศ เจมส์ เว บ บ์ สามารถตรวจจับแก๊สในชั้นบรรยากาศของ “ดาวเคราะห์” แบบที่ไม่เคยมีกล้องใดทำได้มาก่อน โดยระบุว่า กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) สามารถตรวจจับแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) และแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ในชั้นบรรยากาศของดาว เคราะห์นอกระบบสุริยะประเภทแก๊สยักษ์ได้เป็นครั้งแรก
ซึ่งการศึกษาครั้งนี้ยังเสนอว่า กล้องโทรทรรศน์ JWST อาจมีศักยภาพสูงเพียงพอที่จะสามารถตรวจจับแก๊สข้างต้นในชั้นบรรยากาศของดาว เคราะห์หินได้ ซึ่งเป็นดาวเ คราะห์ที่มีขนาดเล็กกว่าดาว เคราะห์แก๊สมาก เพิ่มขีดจำกัดในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกไปอีกขั้น
WASP-39 b เป็นดาว เคราะห์แก๊สยักษ์ร้อนที่มีมวลใกล้เคียงกับดาวเสาร์ อยู่ห่างออกไปจากโลกประมาณ 700 ปีแสง ถูกค้นพบในปีค.ศ. 2011 มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 1.3 เท่าของดาวพฤหัสบดี โคจรใกล้กับดาวฤกษ์แม่มาก ประมาณ 1 ใน 8 ของระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์และดาวพุธ จึงทำให้มีอุณหภูมิที่บรรยากาศชั้นบนสูงถึง 900 องศาเซลเซียส และทำให้ใช้เวลาโคจรรอบดาวฤกษ์แม่เพียง 4 วันของโลกเท่านั้น
การสังเกตการณ์ก่อนหน้านี้จากกล้องโทรทรรศน์อื่น ๆ รวมถึงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและสปิตเซอร์ เผยให้เห็นว่า ชั้นบรรยากาศของ “ดาวเคราะห์” ดวงนี้มี
- ไอน้ำ
- โซเดียม
- และโพแทสเซียมเจือปนอยู่
แต่ด้วยความสามารถของ JWST ที่ไวต่อรังสีอินฟราเรดแบบที่ไม่มีกล้องใดเทียบได้ จึงทำให้สามารถยืนยันการมีอยู่ของคาร์บอนไดออกไซด์และยังสามารถตรวจจับแก๊สซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของดาว เคราะห์ดวงนี้ได้ครั้งแรกอีกด้วย
วิธีที่นักดาราศาสตร์ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ เรียกว่า Transmission spectroscopy เป็นการศึกษาชั้นบรรยากาศของดาว เคราะห์ ในจังหวะที่ดาว เคราะห์กำลังเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่ แสงของดาวฤกษ์แม่จะถูกบดบังด้วยดาว เคราะห์ โดยแสงบางส่วนจะผ่านชั้นบรรยากาศของดาว เคราะห์ และโมเลกุลแก๊สในชั้นบรรยากาศดาว เคราะห์จะดูดกลืนแสงออกไปบางช่วงความยาวคลื่น ที่เป็นค่าจำเพาะของโมเลกุลแก๊สนั้น ๆ
นักดาราศาสตร์จึงสามารถวิเคราะห์ผล เพื่อระบุว่าองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศดาว เคราะห์ได้ ทีมวิจัยใช้อุปกรณ์ Near-Infrared Spectrograph (NIRSpec) ของ JWST ในการสังเกตการณ์ WASP-39 b ด้วยวิธี Transmission spectroscopy พบหลักฐานที่ชัดเจนของแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ซึ่งไม่เคยมีการสังเกตการณ์ใดที่สามารถวัดความแตกต่างที่ความยาวคลื่นระหว่าง 3 ถึง 5 ไมครอนได้
การศึกษาสเปกตรัมในลักษณะนี้ ช่วยให้ระบุว่าชั้นบรรยากาศของดาว เคราะห์มีแก๊สชนิดใดเป็นองค์ประกอบหลัก เช่น ไอน้ำและมีเทน ตลอดจนคาร์บอนไดออกไซด์ ซึ่งคาดว่ามีอยู่ในดาว เคราะห์นอกระบบสุริยะหลายประเภท
นอกจากนี้ นักวิจัยยังเปิดเผยข้อมูลที่ไม่เคยตรวจพบได้มาก่อน คือการตรวจพบซัลเฟอร์ไดออกไซด์ในบรรยากาศของดาว เคราะห์นอกระบบสุริยะเป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นโมเลกุลที่เกิดจากปฏิกิริยาเคมีที่กระตุ้นโดยพลังงานสูงจากดาวฤกษ์แม่
การศึกษาองค์ประกอบชั้นบรรยากาศของดาว เคราะห์มีความสำคัญ เพราะ สามารถอธิบายถึงต้นกำเนิดและวิวัฒนาการของดาว เคราะห์ได้ ซึ่งการศึกษาปริมาณแก๊สคาร์บอนไดออกไซด์ สามารถใช้ระบุสัดส่วนระหว่างมวลของของแข็งกับมวลของแก๊สดาว เคราะห์ได้
อย่างไรก็ตาม การศึกษาครั้งนี้เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของการศึกษาดาว เคราะห์นอกระบบสุริยะจาก JWST เพียงเท่านั้น ในทศวรรษที่จะมาถึง JWST จะสำรวจดาวเ คราะห์นอกระบบสุริยะดวงอื่น ๆ อีกมากมาย โดยจะให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับองค์ประกอบของดาว เคราะห์ รวมถึงสามารถอธิบายจุดกำเนิดทั้งดาวเ คราะห์นอกระบบสุริยะ และดาว เคราะห์ในระบบสุริยะของเราเองด้วย
ข้อมูล : NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ
ข่าวที่เกี่ยวข้อง
