ระบบดาวเคราะห์ทั้งหกได้รับการปรับแต่งอย่างสมบูรณ์แบบ – Physics World

พบระบบดาวเคราะห์นอกระบบหายาก XNUMX ดวง ซึ่งมีขนาดเล็กกว่าดาวเนปจูนแต่มีขนาดใหญ่กว่าโลก โดยมีวงโคจรที่สะท้อนซึ่งกันและกัน ระบบนี้ถูกค้นพบโดยนักดาราศาสตร์ที่นำโดย ราฟาเอล ลุค ของมหาวิทยาลัยชิคาโก ผู้แนะนำว่าดาวเคราะห์ต่างๆ ยังคงไม่ถูกรบกวนในรูปแบบนี้นับตั้งแต่ก่อตัวเมื่อพันล้านปีก่อน

ขุมสมบัติของดาวเคราะห์ยังมอบโอกาสที่ดีที่สุดในการกำหนดลักษณะ "มินิเนปจูน" ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ประเภทลึกลับที่ไม่มีอยู่ในระบบสุริยะ

ดาวเคราะห์โคจรรอบดาวสีส้มที่เรียกว่า HD 110067 ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 100 ปีแสง ดาวเคราะห์สองดวงที่อยู่ด้านในสุดซึ่งมีชื่อว่า b และ c ถูกค้นพบโดย NASA การเปลี่ยนดาวเทียมสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบ (เทสส์) ภารกิจ ลุคและเพื่อนร่วมงานสังเกตเห็นว่าวงโคจรของดาวเคราะห์ b และ c มีการสั่นพ้อง เนื่องจากคาบการโคจรของพวกมันคือ 9.114 วัน และ 13.673 วัน มีอัตราส่วน 2:3 ยังมีอย่างอื่นในข้อมูลด้วย นั่นก็คือการผ่านหน้าอันธพาลที่ไม่สามารถระบุได้ว่ามาจากดาวเคราะห์ b หรือ c

เมื่อพิจารณาจากวงโคจรเรโซแนนซ์ของ b และ c มีเหตุผลว่าหากมีดาวเคราะห์ดวงอื่นที่ผ่านหน้าในระบบ HD 110067 พวกเขาก็อาจมีเสียงสะท้อนในวงโคจรร่วมกัน การใช้เหตุการณ์การผ่านหน้าอันธพาลเป็นจุดเริ่มต้น และการคาดเดาว่าดาวเคราะห์ดวงที่สามใดๆ ที่เรียกว่า d อาจมีอัตราส่วนการโคจร 2:3 กับดาวเคราะห์ c ทำให้ทีมสามารถคาดการณ์ได้ว่าดาวเคราะห์ d จะเคลื่อนผ่านครั้งต่อไปเมื่อใด พวกเขาติดตามเรื่องนี้กับองค์การอวกาศยุโรป เชอปส์ กล้องโทรทรรศน์และค้นพบดาวเคราะห์ตามที่ทำนายไว้

จากคาบการโคจรของดาวเคราะห์ d ซึ่งก็คือ 20.519 วัน ทีมของลุคสามารถทำนายดาวเคราะห์ดวงที่สี่ที่เรียกว่า e โดยมีวงโคจร 30.793 วันซึ่งมีการสั่นพ้องกับดาวเคราะห์ d 2:3 และตรงกับดาวเคราะห์ดวงที่ไม่ได้รับมอบหมาย การผ่านแดนที่ TESS เห็น

มุมลาปลาซ

ยังมีการผ่านหน้าที่ไม่สามารถอธิบายได้หลายครั้งในข้อมูล TESS เพื่อหาคำตอบว่าการผ่านหน้าเหล่านี้เป็นของดาวเคราะห์ดวงใด ทีมงานของลุคใช้ประโยชน์จากกฎที่ซับซ้อนของวงโคจรเรโซแนนซ์ตามที่นักคณิตศาสตร์ปิแอร์-ไซมอน ลาปลาซ วางไว้ในศตวรรษที่ XNUMX ซึ่งศึกษาวงโคจรเรโซแนนซ์ของดวงจันทร์บางดวงของดาวพฤหัส

เช่นเดียวกับดวงจันทร์ของดาวพฤหัส ดาวเคราะห์ HD 110067 “จะต้องอยู่ในมุมที่กำหนดของกันและกันเสมอ เพื่อไม่ให้การรบกวนใดๆ ที่พวกมันกระทำต่อกันและกันไม่สามารถเติบโตได้” สมาชิกในทีมกล่าว แอนดรูว์ คอลลิเออร์ คาเมรอน ของมหาวิทยาลัยเซนต์แอนดรูว์ ซึ่งเน้นการวัดมวลของดาวเคราะห์ด้วยเทคนิคความเร็วแนวรัศมี

มุมที่คาเมรอนกล่าวถึงเรียกว่ามุมลาปลาซ และให้โครงร่างวงโคจรที่เสถียร การเบี่ยงเบนไปจากสิ่งเหล่านั้นจะส่งผลให้เกิดการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงที่เพิ่มมากขึ้นเมื่อเวลาผ่านไป ผลที่ได้คือดาวเคราะห์ถูกเหวี่ยงออกจากการสั่นพ้องและอาจส่งเข้าสู่วงโคจรที่ตัดขวางกัน ซึ่งพวกมันอาจชนกัน

ด้วยการประมาณค่ามุมลาปลาซที่ควรจะเป็น ทีมของลุคสามารถทำนายได้ว่าดาวเคราะห์ f และ g จะมีคาบการโคจรเท่ากับ 41.0575 และ 54.7433 วันตามลำดับ สิ่งเหล่านี้ตรงกับการผ่านหน้าที่ไม่สามารถอธิบายได้สองรายการที่เหลือในข้อมูลเคปเลอร์ คู่ดาวเคราะห์ e และ f และ f และ g แต่ละดวงมีการสั่นพ้องในวงโคจร 3:4

มีความเป็นไปได้ที่จะมีดาวเคราะห์อีกหลายดวงที่โคจรรอบ HD 110067 ในวงโคจรที่กว้างกว่าภายในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตาม หากมีดาวเคราะห์มากกว่านี้ ทั้ง TESS และ CHEOPS ไม่ได้บันทึกการผ่านหน้า ซึ่งหมายความว่าความพยายามที่จะค้นหาดาวเคราะห์ดวงที่ XNUMX หรือ XNUMX จะเป็น "การค้นหาแบบมองไม่เห็น" Luque กล่าว “แต่ถ้าเราโชคดีและพบดาวเคราะห์ดวงอื่น แน่นอนว่ามันคงจะน่าสนใจมากเนื่องจากมีโอกาสที่จะอยู่อาศัยได้”

อย่างไรก็ตาม ยังไม่มีโอกาสที่จะค้นหาดาวเคราะห์ดวงอื่นเพิ่มเติมในเร็วๆ นี้ ตัวอย่างเช่น หากมีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งอยู่ในวงโคจร 75 วัน CHEOPS จะต้องสังเกต HD 110067 เป็นเวลาอย่างน้อยจึงจะสังเกตการผ่านหน้าหนึ่งครั้งได้ อย่างไรก็ตาม การสังเกตเวลาเป็นสิ่งที่มีค่ามาก ดังที่ลุคอธิบาย “เราอยากจะลงทุนทรัพยากรในการสังเกตเพื่อปรับแต่งพารามิเตอร์ของดาวเคราะห์ที่รู้จักในระบบ”

การกำหนดลักษณะของดาวเคราะห์

การทำงานเพิ่มเติมในระบบจะเกี่ยวข้องกับการปรับปรุงพารามิเตอร์ของดาวเคราะห์ที่รู้จัก ซึ่งขึ้นอยู่กับการวัดมวลของพวกมัน รัศมีของดาวเคราะห์แต่ละดวงจะพิจารณาจากปริมาณแสงดาวฤกษ์ที่พวกมันกั้นไว้เมื่อโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ โดยมีขนาดตั้งแต่ 1.9 ถึง 2.85 รัศมีโลก มวลถูกกำหนดโดยการวัดความเร็วในแนวรัศมี ซึ่งจะดูว่าดาวเคราะห์ทำให้ดาวฤกษ์โยกเยกได้อย่างไร เมื่อทราบทั้งรัศมีและมวลแล้ว ก็สามารถคำนวณความหนาแน่นของดาวเคราะห์ได้ ไม่ว่าดาวเคราะห์จะมีชั้นบรรยากาศหนาทึบหรือไม่นั้นสามารถกำหนดได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์

จนถึงขณะนี้ มีมวลสำหรับดาวเคราะห์สามดวงเท่านั้น โดยเฉพาะดาวเคราะห์ b (5.69 มวลโลก), d (8.52 มวลโลก) และ f (5.04 มวลโลก) สิ่งนี้ทำได้โดยใช้ พิณ-เหนือ เครื่องมือบน กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติกาลิเลโอ ในหมู่เกาะคานารีและ สเปกโตรกราฟของคาร์เมเนส บนความสูง 3.5 เมตร หอดูดาวคาลาร์อัลโต ในประเทศสเปน.

“ดาวเคราะห์อีกสามดวงที่เหลือยังคงบินได้เล็กน้อยภายใต้ความสามารถในการตรวจจับของเรา” คาเมรอนกล่าว โดยเฉพาะอย่างยิ่ง กิจกรรมของดวงดาวสามารถบดบังสัญญาณความเร็วในแนวรัศมีของดาวเคราะห์ได้ “ดังนั้นสิ่งต่อไปที่ต้องทำคือดันความเร็วในแนวรัศมีให้ลึกลงไปเพื่อที่เราจะสามารถระบุมวลของดาวเคราะห์ได้”

พบดาวเคราะห์อันธพาลคู่หนึ่งกำลังหลงอยู่ในเนบิวลานายพราน

การวัดระยะเวลาการขนส่งเป็นอีกวิธีหนึ่งในการวัดมวลดาวเคราะห์ ขณะที่ดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ แรงโน้มถ่วงของพวกมันสามารถดึงกันกลับหรือเร่งความเร็วซึ่งกันและกัน ส่งผลให้เกิดความแตกต่างเล็กน้อยเมื่อเห็นว่าดาวเคราะห์เคลื่อนผ่าน ขนาดของความคลาดเคลื่อนถูกกำหนดโดยแรงดึงโน้มถ่วงและด้วยเหตุนี้มวลของมัน

ไม่ว่าดาวเคราะห์เหล่านี้จะเป็นอย่างไร การมีอยู่ของพวกมันในวงโคจรสั่นพ้องเพียงอย่างเดียวก็น่าทึ่ง ทฤษฎีเสนอว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นจากการสั่นพ้องเหล่านี้ โดยปกติแล้วเสียงสะท้อนเหล่านี้จะถูกทำลายโดยการรบกวนจากแรงโน้มถ่วงจากดวงดาวที่โคจรผ่านหรือดาวเคราะห์ยักษ์ที่โคจรไปมา แต่ราวๆ HD 110067 ดูเหมือนจะไม่เกิดขึ้น

“เมื่อพิจารณาจากสภาพแวดล้อมที่เสถียรแบบไดนามิก ระบบดาวเคราะห์ในอุดมคตินี้สามารถก่อตัวขึ้นได้ และที่น่าประหลาดใจยิ่งกว่านั้นคือมันสามารถดำรงอยู่ได้เป็นเวลานานมาก” คาเมรอนกล่าว

ด้วยเหตุนี้ HD 110067 จึงอาจมีหน้าต่างผ่านกาลเวลา โดยคงโครงสร้างที่ดาวเคราะห์มีทันทีหลังจากการก่อตัวของมัน

การค้นพบนี้มีอธิบายไว้ใน ธรรมชาติ.

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• PlatoData.Network Vertical Generative Ai เพิ่มพลังให้กับตัวเอง เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตไอสตรีม. Web3 อัจฉริยะ ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตESG. คาร์บอน, คลีนเทค, พลังงาน, สิ่งแวดล้อม แสงอาทิตย์, การจัดการของเสีย. เข้าถึงได้ที่นี่.
• เพลโตสุขภาพ เทคโนโลยีชีวภาพและข่าวกรองการทดลองทางคลินิก เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/six-planet-system-is-perfectly-tuned/