ดาวเคราะห์นอกระบบคืออะไร?

ดาวเคราะห์นอกระบบเป็นดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์นอกระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราโคจรรอบดวงอาทิตย์ ดาวทุกดวงในดาราจักรของเราควรมีดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดวงโคจรรอบมัน ตามการประมาณการทางสถิติของ NASA

ซึ่งหมายความว่าดาราจักรทางช้างเผือกมีดาวเคราะห์นอกระบบประมาณหนึ่งล้านล้านดวง นักวิทยาศาสตร์ของ NASA และนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ กำลังค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเท่าโลกที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ของเรา เป็นไปได้ว่าดาวเคราะห์นอกระบบจำนวนมากทั่วทางช้างเผือกอาจเหมาะสมกับสิ่งมีชีวิต

โซนที่อยู่อาศัย

ดาวเคราะห์ในเขตเอื้ออาศัยได้หรือ 'จุดหวาน' อยู่ในวงโคจรที่ระยะห่างจากดาวฤกษ์ของพวกมันโดยเฉพาะ เขตที่อยู่อาศัยคือช่วงระยะทางระหว่างดาวเคราะห์กับดาวฤกษ์ที่ทำให้ชีวิตมีอยู่ได้ ดาวเคราะห์นอกระบบในเขตที่อยู่อาศัยมีสภาพอากาศที่เหมาะสมสำหรับน้ำที่จะดำรงอยู่เป็นของเหลวและก่อตัวเป็นมหาสมุทร การคำนวณเพื่อกำหนดเขตเอื้ออาศัยได้สำหรับดาวเคราะห์นอกระบบเฉพาะจะขึ้นอยู่กับระยะห่างของดาวเคราะห์นอกระบบจากดาวฤกษ์ของมัน รวมถึงปัจจัยอื่นๆ เช่น บรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบและปรากฏการณ์เรือนกระจกด้วย

ค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ

ดาวเคราะห์นอกระบบตรวจจับได้ยากด้วยกล้องโทรทรรศน์ แสงจ้าจากดาวบดบังทัศนวิสัยของดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ นักดาราศาสตร์มองหาดาวเคราะห์นอกระบบทางอ้อมโดยสังเกตผลกระทบต่อดาวของพวกมัน วิธีการตรวจจับทางอ้อมทั่วไปวิธีหนึ่งคือ Doppler spectroscopy วิธีนี้เรียกอีกอย่างว่าวิธีความเร็วในแนวรัศมีหรือวิธีวอกแวก ดาวฤกษ์ที่โคจรรอบดาวเคราะห์ไม่มีวงโคจรที่สมบูรณ์แบบเพราะดาวเคราะห์ดึงดาวฤกษ์ วงโคจรของดาวอยู่นอกจุดศูนย์กลางและทำให้ดาวดูเหมือนกำลังโคลงเคลง

วิธีการโยกเยก

หนึ่งในดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่ค้นพบด้วยวิธีสั่นคลอนถูกค้นพบในปี 2538 เป็นดาวเคราะห์ร้อนขนาดใหญ่ที่มีขนาดประมาณครึ่งหนึ่งของดาวพฤหัสบดีซึ่งมีวงโคจร 4 วันเร็วมาก การรวมกันของวงโคจรที่รวดเร็วของดาวเคราะห์นอกระบบและขนาดมหึมานั้นใช้แรงมากพอบนดาวฤกษ์เพื่อทำให้ลักษณะการส่ายของดาวนั้นชัดเจนมาก วิธีการวอกแวกวัดการเปลี่ยนแปลงความเร็วในแนวรัศมีของดาวฤกษ์เพื่อประเมินขนาดของดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่

ครึ่ง

ดาวเคราะห์นอกระบบที่ค้นพบในปี 1995 เรียกว่า 51 Pegasi b แต่ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ Dimidium อยู่ห่างจากโลก 50 ปีแสงในกลุ่มดาวเพกาซัส การค้นพบดิมิเดียมเป็นความก้าวหน้าของนักดาราศาสตร์เพราะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่โคจรรอบดาวฤกษ์ 51 เปกาซีซึ่งคล้ายกับดวงอาทิตย์ของเรา ดิมิเดียมเป็นต้นแบบของดาวเคราะห์ประเภทหนึ่งที่มีป้ายกำกับว่า 'ดาวพฤหัสบดีร้อน'

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์

NASA ได้เปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ในปี 2552 เพื่อเป็นหอสังเกตการณ์อวกาศเพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบนอกระบบสุริยะของเรา จุดสนใจหลักคือการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบที่คล้ายกับโลก กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์เปิดดำเนินการมาเก้าปีแล้ว และพบดาวเคราะห์นอกระบบ 2,682 ดวงที่ได้รับการยืนยัน นักวิทยาศาสตร์ยังคงยืนยันดาวเคราะห์ที่เป็นไปได้อีก 2,900 ดวงที่เคปเลอร์ค้นพบ

วิธีการขนส่ง

เคปเลอร์ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบด้วยวิธีการขนส่ง ดวงดาวดูเหมือนจะ 'มืด' เมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านระหว่างดาวฤกษ์กับโลก ทางเดินของดาวเคราะห์แต่ละดวงระหว่างดาวฤกษ์กับโลกเรียกว่าการผ่านผ่าน วิธีการขนส่งตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบด้วยการวัดเอฟเฟกต์การหรี่แสง เป็นที่สงสัยว่ามีดาวเคราะห์โคจรอยู่เมื่อมีการหรี่แสงในช่วงเวลาปกติ

กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์

กล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์ของนาซ่าเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรดที่เปิดตัวในปี พ.ศ. 2546 การสังเกตการณ์จากกล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์ทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งใหญ่ในด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ สปิตเซอร์สามารถตรวจจับแสงบนดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราได้ เป็นเครื่องมือแรกที่สามารถสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบโดยตรงแทนการโยกเยกทางอ้อมหรือวิธีการส่งผ่าน การสังเกตโดยตรงทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาและเปรียบเทียบดาวเคราะห์นอกระบบได้ หอดูดาวอินฟราเรดยังช่วยนักวิทยาศาสตร์ในการกำหนดอุณหภูมิ ลม และองค์ประกอบของบรรยากาศบนดาวเคราะห์นอกระบบที่อยู่ห่างไกลออกไป

การถ่ายภาพโดยตรง

ดาวเคราะห์นอกระบบส่วนใหญ่ถูกค้นพบโดยการถ่ายภาพโดยอ้อม แต่วิธีการสร้างภาพโดยตรงล่าสุดนั้นเหนือกว่าในหลาย ๆ ด้าน ผลบวกลวงเกิดขึ้นได้ยากเมื่อใช้วิธีการสร้างภาพโดยตรง ขณะที่วิธีการส่งผ่านมีอัตราผลบวกลวงประมาณ 40% ดาวเคราะห์นอกระบบที่ตรวจพบด้วยความเร็วในแนวรัศมีหรือวิธีการวอกแวกต้องอาศัยการติดตามอย่างถี่ถ้วนโดยนักดาราศาสตร์เพื่อยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์ การถ่ายภาพโดยตรงยังให้ข้อมูลที่นักวิทยาศาสตร์ใช้ในการประมาณสภาพของดาวเคราะห์ในวงกว้าง

การละลายของ WASP-12b

ดาวเคราะห์นอกระบบ WASP-12b ถูกค้นพบโดยการสำรวจการขนส่งดาวเคราะห์ SuperWASP ในปี 2008 เป็นการค้นพบที่สำคัญเนื่องจากดาวฤกษ์แม่ของมันกิน WASP-12b นักดาราศาสตร์เฝ้าดูกระบวนการนี้เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวและการละลายของดาวเคราะห์ การทำลายดาวเคราะห์โดยดาวฤกษ์แม่นั้นเป็นกระบวนการที่ช้ามาก นักดาราศาสตร์ประมาณการว่าจะต้องใช้เวลาอีกประมาณ 10 ล้านปีกว่าที่ WASP-12b จะสลายตัวอย่างสมบูรณ์

Gliese 436 b เป็นดาวเคราะห์นอกระบบขนาดมหึมาในกลุ่มดาวลีโอ นอกจากนี้ยังให้ความรู้ใหม่แก่นักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ Gliese 43 b เกือบจะใหญ่เท่ากับดาวเนปจูน และถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งที่กำลังลุกไหม้ ความดันสูงและอุณหภูมิที่สูงกว่า 570 องศาฟาเรนไฮต์บน Gliese 43 b ทำให้เกิดสภาพแวดล้อมเฉพาะที่ช่วยให้น้ำอยู่ในรูปของแข็งเมื่อควรจะระเหยกลายเป็นไอ

ดาวเคราะห์นอกระบบที่อาศัยอยู่ได้

ขณะนี้มีดาวเคราะห์นอกระบบที่รู้จัก 16 ดวงซึ่งมีความเป็นไปได้สูงที่จะดำรงชีวิต ดาวเคราะห์นอกระบบอีก 33 ดวงอาจมีเงื่อนไขที่จำเป็นสำหรับการดำรงชีวิต แต่นักวิทยาศาสตร์ยังคงประเมินพวกมันอยู่ ดาวเคราะห์นอกระบบ HD 85512 b, Kepler-69c และ Tau Ceti f ได้รับการพิจารณาว่าสามารถอยู่อาศัยได้ในคราวเดียว แต่แบบจำลองโซนที่เอื้ออาศัยได้ที่ได้รับการปรับปรุงและการสังเกตการณ์ใหม่แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์เหล่านี้ไม่สามารถดำรงชีวิตได้ HD 85512 b และ Tau Ceti f จริง ๆ แล้วอยู่นอกเขตที่เอื้ออาศัยได้ และ Kepler-69c มีบรรยากาศและภูมิทัศน์คล้ายกับดาวศุกร์