ทางเดินของดาวเคราะห์

ทางเดินของดาวเคราะห์

ในเทคนิคมาตรฐานสำหรับการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ นักดาราศาสตร์จะวิเคราะห์แสงจากดาวฤกษ์ โดยค้นหาการเปลี่ยนแปลงเป็นระยะของความยาวคลื่น ซึ่งเป็นผลมาจากการที่ดาวฤกษ์แกว่งไปมาเล็กน้อยขณะเคลื่อนที่ผ่านอวกาศ การโยกเยกเหล่านั้นเป็นการทรยศต่อการมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็นซึ่งกำลังดึงดาวไปมา วิธีการนี้มีอคติตามธรรมชาติในการค้นหาดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์ของพวกมัน อย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายทศวรรษที่ 1990 นักดาราศาสตร์รู้สึกประหลาดใจที่พบดาวเคราะห์หลายสิบดวงที่หนักเกือบเท่าดาวพฤหัสบดีโคจรรอบดาวฤกษ์ในวงโคจรน้อยกว่า 1 ใน 10 ของวงโคจรรอบดวงอาทิตย์ของดาวพุธ

ไม่สามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์ระยะใกล้ดังกล่าวซึ่งหลงแสงจ้า

จากดาวแม่ได้ แต่ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่โคจรรอบแน่นทำให้เป็นตัวเลือกที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการศึกษาการผ่านหน้า ทิม บราวน์ นักดาราศาสตร์ผู้ซึ่งปัจจุบันเป็นผู้อำนวยการเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์หอดูดาวลาส คัมเบรส ในเมืองโกเลตา รัฐแคลิฟอร์เนีย

ในการสร้างมินิคราส ดาวเคราะห์ต้องผ่านหน้าดาวฤกษ์จากมุมมองของผู้สังเกตการณ์บนโลกหรือใกล้โลก ยิ่งดาวเคราะห์อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากเท่าใด การจัดตำแหน่งก็ยิ่งแม่นยำน้อยลงเท่านั้น นอกจากนี้ ดาวเคราะห์ที่อ้วนกว่าจะบังแสงดาวมากกว่าดาวเคราะห์ที่เล็กกว่า ทำให้มองเห็นการผ่านหน้าได้ง่ายกว่า ถึงกระนั้น ผลกระทบยังมีเพียงเล็กน้อย: ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้กันอาจบดบังแสงของดาวฤกษ์ประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ ทำให้เกิดผลกระทบเทียบเท่ากับยุงที่บินอยู่หน้าไฟฉายซึ่งอยู่ห่างออกไปไม่กี่พันกิโลเมตร

บราวน์และเพื่อนร่วมงานจึงนำกล้องโทรทรรศน์ขนาด 3.5 นิ้วจากชิ้นส่วนอะไหล่มาประกอบเข้าด้วยกันและติดตั้งอุปกรณ์ดังกล่าวในเล้าไก่ดัดแปลงในฟาร์มของเพื่อนที่อยู่ทางเหนือของโบลเดอร์ โคโล เมื่อถึงเวลาที่นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษา ชาร์บอนโนเข้าร่วมกับเขา ในปี 1999 บราวน์ได้สร้างกล้องโทรทรรศน์ใหม่ขนาด 4 นิ้ว ซึ่งติดตั้งในลานจอดรถของศูนย์วิจัยบรรยากาศแห่งชาติในโบลเดอร์

Charbonneau ไม่เพียงมาด้วยความกระตือรือร้นเท่านั้น 

แต่ยังมีข้อมูลที่น่าสนใจอีกด้วย ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติเพิ่งใช้วิธีส่ายไปมาเพื่อค้นหาหลักฐานเบื้องต้นของดาวเคราะห์ขนาดยักษ์คล้ายดาวพฤหัสบดีที่โคจรรอบดาวฤกษ์ใกล้โลกที่เรียกว่า HD 209458 เนื่องจากต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ของบราวน์ ยังไงก็ต้องทดสอบอยู่ดี ทำไมไม่ชี้ไปที่ดาวฤกษ์และหวังว่าดาวเคราะห์ของมันอาจเคลื่อนผ่าน

บราวน์และชาร์บอนโนเฝ้าติดตามดาวดวงนี้เป็นเวลา 2 เดือนแต่ยุ่งอยู่กับโครงการอื่นเกินกว่าจะวิเคราะห์ข้อมูลได้ทันท่วงที เมื่อทำเช่นนั้น พวกเขาพบว่ากล้องโทรทรรศน์ของพวกเขาพบดาวเคราะห์ที่กำลังผ่านหน้าอยู่จริงๆ มันปิดกั้นแสงประมาณ 1 เปอร์เซ็นต์ของ HD 209458

“เราตกใจมาก” บราวน์กล่าว “ครั้งแรกที่คุณใช้กล้องโทรทรรศน์ คุณจะได้ผู้ชนะ—นั่นจะไม่เกิดขึ้น” ข้อมูลจากการเคลื่อนผ่าน รวมกับข้อมูลจากวิธีการโยกเยก เปิดเผยว่า ดาวเคราะห์รอบ HD 209458 มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสถึง 2 ใน 3 และมีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่า 32 เปอร์เซ็นต์

จากนั้น Charbonneau ใช้สเปกโตรกราฟบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเพื่อบันทึกความยาวคลื่นของแสงดาวที่ดูดกลืนเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านหน้า HD 209458 การสังเกตพบว่าในขณะที่แสงดาวบางส่วนถูกดาวเคราะห์บังโดยสิ้นเชิง แต่อีกส่วนหนึ่งก็ลดทอนลงเท่านั้น นั่นพิสูจน์สิ่งที่นักดาราศาสตร์สงสัยมาตลอด นั่นคือ ดาวเคราะห์ไม่ใช่วัตถุที่มั่นคง แต่ก็เหมือนกับดาวพฤหัสบดี คือเป็นก้อนก๊าซพองโตที่มีชั้นบรรยากาศขยายออกไป

แสงดาวที่กรองผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์บ่งชี้ว่ามีโซเดียมอะตอมจำนวนน้อย นี่เป็นครั้งแรกที่มีผู้ค้นพบชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะและได้รับองค์ประกอบของมัน(SN: 12/1/01, p. 340 )

“ทุกคนคิดว่าถ้าคุณต้องการ [ตรวจจับ] ชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ คุณจะต้องถ่ายภาพบรรยากาศนั้น” Charbonneau กล่าว แต่วิธีการขนส่งให้ข้อมูลนั้นโดยไม่ต้องใช้สแนปชอต

นักดาราศาสตร์ใช้เวลาหลายปีในการตรวจจับดาวเคราะห์ที่โคจรผ่านอีกดวงหนึ่ง บราวน์ตั้งข้อสังเกตว่าสัญญาณที่น่าสนใจนั้นไม่มีขาดหายไป แต่สัญญาณส่วนใหญ่ได้รับการพิสูจน์แล้วว่าเป็นของปลอม—สุริยุปราคาของดาวดวงหนึ่งโดยดาวอีกดวงหนึ่ง ไม่ใช่จากดาวเคราะห์ ขณะนี้ มีการติดตั้งกล้องโทรทรรศน์หลายชุดทั่วโลก—การสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะข้ามมหาสมุทรแอตแลนติกในแอริโซนา แคลิฟอร์เนีย และหมู่เกาะคานารี การทดลองเลนส์ความโน้มถ่วงด้วยแสงในชิลี; เครือข่ายกล้องโทรทรรศน์อัตโนมัติของฮังการีในรัฐแอริโซนาและบนยอดเขาเมานาเคอาในฮาวาย การทดลองค้นหามุมกว้างในหมู่เกาะคะเนรี และโครงการ XO ใน Maui—ข้อมูลการขนส่งหลั่งไหลเข้ามา

กล้องโทรทรรศน์อัตโนมัติขนาดเล็กเหล่านี้จ้องมองทุ่งดาวขนาดใหญ่ในคืนติดต่อกันมากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ โดยปกติแล้วประมาณ 2 เดือนต่อครั้ง เนื่องจากอุปกรณ์เหล่านี้วัดความสว่างของดาวฤกษ์ได้อย่างแม่นยำ นักดาราศาสตร์จึงสามารถตรวจจับการบอกเล่าได้ การหรี่แสงเป็นช่วงๆ นั้นเกิดจากดาวเคราะห์ที่โคจรผ่านหน้า การสำรวจได้ค้นพบการผ่านหน้าของดาวฤกษ์ 16 ดวงที่ไม่เคยทราบมาก่อนว่ามีดาวเคราะห์โคจรรอบพวกมัน

แนะนำ : ข่าวดารา | กัญชา | เกมส์มือถือ | เกมส์ฟีฟาย | สัตว์เลี้ยง