ศึกษาเกี่ยวกับดาวเคราะห์

ตอนนี้ นักดาราศาสตร์ที่ศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ | Harvard & Smithsonian ได้พัฒนาวิธีใหม่ในการตรวจหาดาวเคราะห์เกิดใหม่ที่ยังเข้าใจยากเหล่านี้ และด้วยวิธีนี้ หลักฐาน "ควันปืน" ของดาวเนปจูนหรือดาวเสาร์ขนาดเล็กที่ซุ่มซ่อนอยู่ในดิสก์ ผลลัพธ์ได้รับการอธิบายในวันนี้ในThe Astrophysical Journal Letters "การตรวจจับดาวเคราะห์อายุน้อยโดยตรงเป็นสิ่งที่ท้าทายมาก และจนถึงขณะนี้ประสบความสำเร็จเพียงหนึ่งหรือสองกรณีเท่านั้น" เฟิง หลง นักวิจัยหลังปริญญาเอกจากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษาครั้งใหม่กล่าว "ดาวเคราะห์มักจะจางเกินไปสำหรับเราที่จะมองเห็น เพราะพวกมันฝังตัวอยู่ในชั้นก๊าซและฝุ่นหนา" นักวิทยาศาสตร์ต้องตามล่าหาเบาะแสเพื่อสรุปว่าดาวเคราะห์กำลังพัฒนาอยู่ใต้ฝุ่น "ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เราเห็นโครงสร้างจำนวนมากปรากฏขึ้นบนดิสก์ที่เราคิดว่าเกิดจากการปรากฏตัวของดาวเคราะห์ แต่อาจเกิดจากสิ่งอื่นได้เช่นกัน" Long กล่าว "เราต้องการเทคนิคใหม่ในการดูและสนับสนุนว่าดาวเคราะห์อยู่ที่นั่น" สำหรับการศึกษาของเธอ Long ตัดสินใจตรวจสอบดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ใหม่ที่เรียกว่า LkCa 15 ซึ่งอยู่ห่างออกไป 518 ปีแสง ดิสก์ดังกล่าวอยู่ในกลุ่มดาวราศีพฤษภบนท้องฟ้า ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์ได้รายงานหลักฐานการก่อตัวของ ดาวเคราะห์ ในดิสก์โดยใช้การสังเกตการณ์กับหอดูดาว ALMA เจาะลึกข้อมูล ALMA ความละเอียดสูงใหม่บน LkCa 15 ซึ่งได้รับในปี 2019 เป็นหลัก และค้นพบคุณสมบัติจางๆ สองอย่างที่ยังไม่เคยตรวจพบมาก่อน ประมาณ 42 หน่วยดาราศาสตร์ที่อยู่ห่างจากดาวฤกษ์ หรือ 42 เท่าของระยะทางที่โลกอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ ลองค้นพบวงแหวนฝุ่นที่มีกลุ่มวัตถุสว่างสดใสแยกเป็นสองกลุ่มที่โคจรอยู่ภายใน วัสดุมีรูปร่างเป็นก้อนเล็กๆ และส่วนโค้งที่ใหญ่กว่า และแยกออกจากกันโดย 120 องศา ลองตรวจสอบสถานการณ์ด้วยแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อดูว่าอะไรเป็นสาเหตุของการสะสมของวัสดุ และได้เรียนรู้ว่าขนาดและตำแหน่งของวัตถุนั้นตรงกับแบบจำลองสำหรับการมีอยู่ของดาวเคราะห์ "ส่วนโค้งและกอนี้แยกจากกันประมาณ 120 องศา" เธอกล่าว "ระดับของการแยกนั้นไม่ได้เกิดขึ้น -- มันสำคัญในทางคณิตศาสตร์" จุดยาวไปยังตำแหน่งในอวกาศที่เรียกว่าจุดลากรองจ์ ซึ่งมีวัตถุสองชิ้นที่เคลื่อนไหว เช่น ดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ที่โคจรรอบ ทำให้เกิดแรงดึงดูดที่เพิ่มขึ้นรอบๆ วัตถุเหล่านั้นซึ่งอาจมีสสารสะสมอยู่ "เราเห็นว่าวัตถุนี้ไม่เพียงแค่ลอยไปมาอย่างอิสระเท่านั้น แต่ยังมีความเสถียรและมีการตั้งค่าตำแหน่งที่ต้องการตามฟิสิกส์และวัตถุที่เกี่ยวข้อง" Long อธิบาย ในกรณีนี้ ส่วนโค้งและกลุ่มวัสดุ Long ที่ตรวจพบจะอยู่ที่จุด L 4และ L 5 Lagrange ดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่ซ่อนอยู่ระหว่าง 60 องศาทำให้เกิดการสะสมของฝุ่นที่จุด L 4 และ L 5 ผลการวิจัยพบว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีขนาดพอๆ กับดาวเนปจูนหรือดาวเสาร์ และมีอายุประมาณหนึ่งถึงสามล้านปี (นั่นค่อนข้างใหม่เมื่อพูดถึงดาวเคราะห์) การถ่ายภาพดาวเคราะห์ขนาดเล็กที่เกิดใหม่โดยตรงอาจไม่สามารถทำได้ในเร็วๆ นี้เนื่องจากข้อจำกัดด้านเทคโนโลยี แต่ Long เชื่อว่าการสังเกตการณ์ LkCa 15 เพิ่มเติมของ ALMA สามารถให้หลักฐานเพิ่มเติมที่สนับสนุนการค้นพบดาวเคราะห์ของเธอได้ เธอยังหวังว่าวิธีการใหม่ของเธอในการตรวจจับดาวเคราะห์ ด้วยวัสดุที่สะสมเป็นพิเศษที่จุด Lagrange จะถูกนำไปใช้ในอนาคตโดยนักดาราศาสตร์ "ฉันหวังว่าวิธีนี้จะสามารถนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในอนาคต" เธอกล่าว "ข้อแม้เพียงอย่างเดียวคือต้องใช้ข้อมูลที่ลึกมากเนื่องจากสัญญาณอ่อน" ไม่นานมานี้เธอเสร็จสิ้นการคบหาดุษฎีบัณฑิตที่ศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์และจะเข้าร่วมกับมหาวิทยาลัยแอริโซนาในฐานะ NASA Hubble Fellow ในเดือนกันยายนนี้