ฮับเบิลชั่งน้ำหนัก: ตรึงมวลของดาวเคราะห์นอกระบบ

ฮับเบิลชั่งน้ำหนัก: ตรึงมวลของดาวเคราะห์นอกระบบ

นักดาราศาสตร์ใช้เทคนิคที่มีอายุหลายสิบปีในการวัดมวลของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเราได้อย่างแม่นยำ การวัดเผยให้เห็นว่าดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็นซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์ห่างจากโลกเพียง 15 ปีแสง มีน้ำหนักระหว่าง 1.9 ถึง 2.4 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี การประมาณการก่อนหน้านี้ระบุว่ามวลของดาวเคราะห์อยู่ระหว่าง 1.9 ถึง 100 เท่าของดาวพฤหัสบดี

การติดตามดาว แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับดาวเคราะห์

สองดวงรอบนอกที่โคจรรอบดาว Gliese 876 ซึ่งไม่ได้แสดงไว้ ที่นี่ ดาวเคราะห์ชั้นนอกเป็นภาพที่มีดวงจันทร์ ดาวเคราะห์ภายในส่องแสงเรืองรองในระยะไกล

จี. เบคอน/NASA

เส้นทึบแสดงถึงการเคลื่อนที่ของ Gliese 876; เส้นประแสดงตำแหน่งของดาวเคราะห์ชั้นนอก ลูกศรคู่ทางด้านซ้ายแสดงขอบเขตการเคลื่อนที่ของดาว

เอ. ฟีลด์/นาซา

G. Fritz Benedict และ Barbara McArthur จาก University of Texas at Austin ทำการตรวจวัดมวลของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอย่างแม่นยำโดยการวัดมวลของดาวเคราะห์นอกระบบอย่างแม่นยำ พวกเขาและผู้ทำงานร่วมกันอธิบายการ ค้นพบของพวกเขาในAstrophysical Journal Letters ฉบับวันที่ 20 ธันวาคม

ลงชื่อ

ทีมงานใช้เทคนิคที่เรียกว่าแอสโทรเมตรี ซึ่งวัดการเคลื่อนที่ของดวงดาวบนท้องฟ้าเนื่องจากการลากจูงของเพื่อนร่วมทาง ไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์ดวงอื่น แม้ว่านักดาราศาสตร์จะใช้เทคนิคนี้มาเป็นเวลา 4 ทศวรรษแล้ว แต่เครื่องมือของพวกเขามีความไวในการตรวจจับดาวฤกษ์ข้างเคียงได้อย่างชัดเจนเท่านั้น

ตอนนี้ นักดาราศาสตร์ใช้หนึ่งในระบบกำหนดเป้าหมายดาวบนกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล วัดการเปลี่ยนแปลงตำแหน่งของดาวได้เพียง 1 เปอร์เซ็นต์ของระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์ถึงดาวพุธ

สมัครสมาชิกข่าววิทยาศาสตร์

รับวารสารวิทยาศาสตร์ที่ยอดเยี่ยมจากแหล่งที่น่าเชื่อถือที่สุดส่งตรงถึงหน้าประตูคุณ

ติดตาม

อีกวิธีหนึ่งซึ่งวัดการเปลี่ยนแปลงความเร็วของดาวขณะที่มันโยกเยกตามแนวสายตามายังโลก ก่อนหน้านี้ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะมากกว่า 100 ดวง ซึ่งรวมถึงสองดวงที่โคจรรอบ Gliese 876 ซึ่งเป็นดาวที่ทีมของเบเนดิกต์ศึกษาด้วย

อย่างไรก็ตาม วิธีการส่ายจะวัดการเปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบเดียวของความเร็วของดาว ดังนั้นมันจึงไม่สามารถเปิดเผยมวลที่แท้จริงของดาวคู่ที่โคจรรอบได้ ทำได้แค่เพียงค่าจำกัดที่ต่ำกว่าเท่านั้น สำหรับดาวเคราะห์ชั้นนอกของ Gliese 876 วิธีอื่นให้ขีดจำกัดบนสูง

ในทางตรงข้าม โหราศาสตร์ทำแผนที่การเปลี่ยนแปลงตำแหน่งดาวฤกษ์ สิ่งนี้ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถกำหนดความเอียงของวงโคจรของดาวเคราะห์ที่สันนิษฐานว่าสัมพันธ์กับโลกและมวลของร่างกาย แทนที่จะเป็นเพียงขีดจำกัดล่าง เบเนดิกต์กล่าวว่า “จนกว่าคุณจะทำการวัดทางดาราศาสตร์ คุณจะไม่สามารถแน่ใจได้ว่าดาวเคราะห์ดวงหนึ่งเป็นดาวเคราะห์จริงๆ”

เนื่องจากดาวฤกษ์และดาวเคราะห์โคจรรอบศูนย์กลางมวลร่วมกัน การวัดโหราศาสตร์จึงทำงานได้ดีที่สุดเมื่อดาวฤกษ์แม่มีมวลค่อนข้างต่ำและดาวเคราะห์ไม่ได้อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากเกินไป ในกรณีเหล่านี้ ดาวจะโคจรรอบท้องฟ้ามากที่สุดและตรวจจับได้ง่ายที่สุด

ทีมของ Benedict มุ่งเน้นไปที่ Gliese 876 เนื่องจากมีน้ำหนักเพียง 1 ใน 3 เท่าของดวงอาทิตย์และมีดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกล

นักดาราศาสตร์ระบุมวลที่แน่นอนของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอีกดวงหนึ่ง (SN: 11/20/99, p. 324: https://www.sciencenews.org/sn_arc99/11_20_99/fob1.htm) การค้นพบครั้งใหม่นี้ “มีความสำคัญไม่เพียงเฉพาะในตัวของมันเองเท่านั้น แต่ยังเป็นเพราะคำมั่นสัญญาที่ว่าโหราศาสตร์มีไว้เพื่อกำหนดมวลสำหรับดาวเคราะห์หลายดวงที่พบจนถึงตอนนี้” อลัน พี หัวหน้าสถาบันคาร์เนกีแห่งวอชิงตัน (DC) กล่าว

McArthur กล่าวว่าทีมงานคาดว่าในปีหน้าจะคุ้ยเขี่ยมวลของดาวเคราะห์อื่นๆ จากข้อมูลฮับเบิลที่มีอยู่ Space Interferometry Mission ของ NASA ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2010 น่าจะวัดมวลได้อีกหลายร้อย

Credit : เว็บยูฟ่าสล็อต