กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์-เวบบ์ยังคงสร้างความประหลาดใจให้กับนักวิทยาศาสตร์อย่างต่อเนื่อง ล่าสุดตรวจพบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศของ WASP-2b ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่นอกระบบสุริยะเป็นครั้งแรก
ดาวเคราะห์ WASP-700b ตั้งอยู่ห่างจากโลกเกือบ 39 ปีแสง เป็นก๊าซร้อนขนาดยักษ์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ ระยะห่างระหว่างดาวเคราะห์กับดาวฤกษ์ของมันอยู่ที่ประมาณหนึ่งในแปดของระยะห่างระหว่างโลก ดวงอาทิตย์ และ ดาวพุธ. การปฏิวัติหนึ่งครั้งเสร็จสมบูรณ์ในเวลาเพียงสี่ชั่วโมงกว่า โลก วัน เนื่องจากได้รับไข้แดดอย่างรุนแรง ดาวเคราะห์ ให้ความร้อนสูงถึงประมาณ 900°C
ผู้ร่วมเขียนการศึกษาซึ่งเป็นศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเจนีวาและสมาชิก NCCR PlanetS Monika Lendl อธิบายว่า “ความร้อนทำให้ชั้นบรรยากาศของโลกขยายตัว ทำให้ WASP-39b มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีถึงหนึ่งในสาม ยักษ์ใหญ่ก๊าซที่ใหญ่ที่สุด ในระบบสุริยะของเรา”
“เมื่อดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่โดยตรง แสงของดาวฤกษ์บางส่วนจะผ่านชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ก่อนที่จะไปถึงกล้องโทรทรรศน์ บรรยากาศกรองแสงบางสีได้อย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าสีอื่นๆ ขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ เช่น องค์ประกอบ ความหนา และปริมาณเมฆ”
“ด้วยกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ นักวิจัยสามารถแยกแสงออกเป็นสีต่างๆ เพื่อระบุ “ลายนิ้วมือ” ที่เป็นลักษณะเฉพาะของก๊าซต่างๆ และกำหนดองค์ประกอบของบรรยากาศได้
ต้องขอบคุณเครื่องมือสเปกโตรกราฟอินฟราเรดใกล้ (NIRSpec) ของกล้องโทรทรรศน์เวบบ์ นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับลายนิ้วมือของ ก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในแสงที่ลอดผ่านชั้นบรรยากาศของ WASP-39b
โดมินิก เปอตี ดิต เดอ ลา โรช นักวิจัยจาก มหาวิทยาลัยเจนีวาผู้ร่วมเขียนการศึกษาวิจัยและสมาชิก NCCR PlanetS กล่าวว่า “จากการดูข้อมูลครั้งแรก ก็ชัดเจนว่าเรากำลังเผชิญกับการค้นพบที่น่าทึ่ง เป็นครั้งแรกที่มีการตรวจพบก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์บนดาวเคราะห์นอกโลก ระบบสุริยจักรวาล".
นาตาลี บาตาลฮา จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ ผู้นำทีมวิจัยนานาชาติที่ดำเนินการสังเกตการณ์ดังกล่าว กล่าวว่า “การตรวจจับสัญญาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่ชัดเจนบน WASP-39b เป็นลางดีสำหรับการตรวจจับบรรยากาศบนดาวเคราะห์ขนาดเล็กกว่าบนโลก รวมถึงการวัดปริมาณก๊าซอื่นๆ เช่น น้ำและมีเทน”
Elspeth Lee ผู้ร่วมเขียนการศึกษา Ambizione Fellow จาก University of Bern และสมาชิกของ NCCR PlanetS กล่าวว่า, “การทำความเข้าใจองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ยังช่วยให้เข้าใจถึงต้นกำเนิดของดาวเคราะห์และวิวัฒนาการของมันอีกด้วย โมเลกุลของคาร์บอนไดออกไซด์นั้นมีความไวต่อการติดตามเรื่องราวของ การก่อตัวของดาวเคราะห์. การตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์อย่างชัดเจนใน WASP-39b ช่วยให้เรามีข้อมูลเกี่ยวกับปริมาณคาร์บอนและโมเลกุลออกซิเจนในชั้นบรรยากาศ สิ่งนี้ทำให้เราเข้าใจถึงกระบวนการทางเคมีที่หลากหลายในชั้นบรรยากาศภายใต้สภาวะสุดขั้วเช่นนี้ รวมถึงวัสดุหินและก๊าซที่เป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์อาจหยิบขึ้นมาในช่วงการก่อตัวของมัน”
การสังเกตการณ์ NIRSpec ของ WASP-39b เป็นเพียงส่วนหนึ่งของการตรวจสอบครั้งใหญ่ด้วยกล้องโทรทรรศน์เจมส์ เวบบ์ ซึ่งรวมถึงความคิดเห็นเพิ่มเติมเกี่ยวกับ WASP-39b และคำพูดของดาวเคราะห์อีกสองดวง ข้อสังเกตนี้เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Early Release Science ที่เรียกว่า Early Release Science ซึ่งพัฒนาขึ้นเพื่อสร้างข้อมูลทางวิทยาศาสตร์จาก กล้องโทรทรรศน์เจมส์เวบบ์ พร้อมให้บริการแก่ชุมชนการวิจัยระหว่างประเทศโดยเร็วที่สุด ดังนั้นจึงรับประกันว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศจะใช้ทางวิทยาศาสตร์ได้ดีที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้
การอ้างอิงวารสาร:
- JWST Transiting Exoplanet Community ทีมวิทยาศาสตร์เผยแพร่ก่อนกำหนด การจำแนกก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศนอกระบบดาวเคราะห์ ฟิสิกส์ดาราศาสตร์โลกและดาวเคราะห์. ดอย: 10.48550/arXiv.2208.11692
