นักดาราศาสตร์ได้เปิดเผยภาพถ่ายแรกของดาวเคราะห์นอกระบบที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (JWST) ของนาซ่า ภาพแสดงให้เห็นก้อนสว่างของโลกที่หนักกว่าดาวพฤหัสบดีถึงเจ็ดเท่าซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างออกไปเกือบ 400 ปีแสง ผลลัพธ์ที่แปลกใหม่คือการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบในยุคแรกๆ จากกล้องโทรทรรศน์ และการทดสอบเทคโนโลยีที่จะช่วยให้สามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์คล้ายโลกได้โดยตรงด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศในอนาคต
“มันทำให้ดีอกดีใจ” . กล่าว แอริน คาร์เตอร์นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ และทีมงานส่วนหนึ่งที่ประมวลผลภาพ “ผลลัพธ์ที่ได้คือ ตรงไปตรงมา ยอดเยี่ยม”
JWST กล้องโทรทรรศน์ หลายทศวรรษในการทำ ซึ่งเปิดตัวในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2021 และขณะนี้ลอยจากพื้นโลกไปแล้วหลายล้านไมล์ ได้เริ่มดำเนินการอย่างเต็มรูปแบบในฤดูร้อนนี้ มันได้สำรวจกาแลคซีไกลโพ้นในยามรุ่งอรุณของเอกภพและได้ถ่ายภาพดาวพฤหัสบดีที่สวยงาม ท่ามกลางผลลัพธ์ในช่วงต้นอื่น ๆ. นักดาราศาสตร์กล่าวว่ากล้องโทรทรรศน์ยังทำงานได้ดีกว่าที่คาดไว้ 10 เท่าในการสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบ
ภาพใหม่ที่อธิบายไว้ใน เอกสารแนบ โพสต์ออนไลน์เมื่อคืนนี้มาจาก ทีม นำโดยนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ซาชา ฮิงค์ลีย์ ที่มหาวิทยาลัย Exeter ในสหราชอาณาจักร นักวิจัยชี้ JWST ไปที่ดาวฤกษ์ที่หมุนเร็ว HIP 65426 ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่ามีดาวเคราะห์อยู่ เครื่องมือ SPHERE บนกล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่มากในชิลีก่อน ถ่ายภาพ ดาวเคราะห์ดวงนี้ในปี 2017 ทีมของ Hinkley พยายามทดสอบและกำหนดลักษณะความสามารถในการมองเห็นดาวเคราะห์ของ JWST ที่เรียกว่า HIP 65426 b
นักดาราศาสตร์ได้ถ่ายภาพดาวเคราะห์นอกระบบโดยตรงประมาณสองโหล แต่ JWST จะขยายขีดความสามารถอย่างมากโดยใช้กระจกหกเหลี่ยมกว้าง 6.5 เมตร ซึ่งทำให้หอดูดาวบนพื้นดินเหนือกว่าหอดูดาวบนพื้นดิน “มันเป็นช่วงเวลาแห่งสัญญา” . กล่าว บรูซ แมคอินทอชนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์และผู้อำนวยการคนใหม่ของหอดูดาวมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย
ยักษ์หนุ่มสุดฮอต
ในการถ่ายภาพ HIP 65426 b JWST ได้ปิดกั้นแสงของดาวฤกษ์แม่โดยใช้ หน้ากากเล็ก เรียกว่า coronagraph สิ่งนี้เผยให้เห็นดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ ซึ่งจางกว่าหลายพันเท่า เช่น “หิ่งห้อยรอบไฟฉาย” ฮิงคลีย์กล่าว
HIP 65426 b โคจรห่างจากดาวฤกษ์ประมาณ 100 เท่ามากกว่าที่โลกทำกับดวงอาทิตย์ ใช้เวลา 630 ปีกว่าจะโคจรครบรอบ ระยะทางนี้หมายความว่าการมองดาวเคราะห์เทียบกับแสงจ้าของดาวได้ง่ายขึ้น เมื่อรวมกับความร้อนจัดของดาวเคราะห์และความสว่าง - มันมีอุณหภูมิที่แผดเผาประมาณ 900 องศาเซลเซียส ไข้ที่เหลืออยู่จากการก่อตัวเมื่อ 14 ล้านปีก่อน - ทำให้เป็นเป้าหมายหลักสำหรับการถ่ายภาพโดยตรง “มีอุณหภูมิใกล้เคียงกับเปลวเทียน” . กล่าว เบธ บิลเลอร์นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเอดินบะระที่ร่วมเป็นผู้นำทีม
ขนาดและความไวของ JWST ทำให้สามารถรวบรวมแสงจากดาวเคราะห์ดวงนี้ได้มากกว่าหอดูดาวที่เคยได้รับ (ภาพถ่ายของมันดูหยาบกว่า SPHERE เพียงเพราะ JWST สังเกตความยาวคลื่นอินฟราเรดที่ยาวกว่า) สิ่งนี้ทำให้ Hinkley, Biller และทีมของพวกเขาปรับแต่งค่าประมาณมวลของดาวเคราะห์ ซึ่งพวกมันตรึงไว้ที่มวลดาวพฤหัสเจ็ดดวง ซึ่งน้อยกว่าที่ SPHERE ประมาณไว้ประมาณ 10 . ผลลัพธ์ยังช่วยตอกย้ำรัศมีของดาวเคราะห์ซึ่งมากกว่าดาวพฤหัสบดี 1.4 เท่า แบบจำลองง่ายๆ ของวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ไม่สามารถอธิบายคุณสมบัติของโลกนี้ได้ง่ายๆ คาร์เตอร์ตั้งข้อสังเกตว่าข้อมูลใหม่ที่แม่นยำจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถทดสอบแบบจำลองระหว่างกันและ "กระชับความเข้าใจของเรา"
ลักษณะพื้นผิวของ HIP 65426 b ไม่ปรากฏอยู่ในภาพ แต่ Biller กล่าวว่า "น่าจะดูเหมือนเป็นแถบ" เหมือนดาวพฤหัสบดี โดยมีสายรัดที่เกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและองค์ประกอบ และอาจมีจุดในบรรยากาศที่เกิดจากพายุหรือกระแสน้ำวน
ดาวเคราะห์ยักษ์นั้นไม่เอื้ออำนวยต่อสิ่งมีชีวิตอย่างที่เราทราบ แต่มันเป็นตัวแทนของกลุ่มดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่นักวิทยาศาสตร์กระตือรือร้นที่จะเรียนรู้เพิ่มเติม ดาวพฤหัสบดีน่าจะ มีบทบาทสำคัญ ในการแกะสลักระบบสุริยะของเรา บางทีอาจทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกสามารถยึดครองได้ Macintosh กล่าวว่า "คงจะดีถ้ารู้ว่าระบบสุริยะระบบอื่นทำงานได้หรือไม่"
เนื่องจาก JWST มีความเสถียรมากกว่าที่คาดไว้มาก นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่ามันควรจะสามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์นอกระบบที่มีขนาดเล็กกว่าที่คาดไว้ได้ ซึ่งอาจมีขนาดเล็กถึงหนึ่งในสามของมวลดาวพฤหัสบดี “เราสามารถนึกภาพสิ่งต่าง ๆ เช่นดาวเนปจูนและดาวยูเรนัสที่เราไม่เคยถ่ายภาพโดยตรงมาก่อน” . กล่าว เอมิลี่ ริคแมนนักดาราศาสตร์จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในรัฐแมริแลนด์ ซึ่งดำเนินการ JWST
ขณะนี้การตรวจหลอดเลือดของ JWST ผ่านการทดสอบบนท้องถนนแล้ว Hinkley คิดว่านักดาราศาสตร์จะเข้าแถวเพื่อใช้ในการถ่ายภาพนอกโลก เขาคาดว่าจะเห็น "หลายสิบอย่างแน่นอน" ในตอนท้ายของอายุขัยของกล้องโทรทรรศน์ “ฉันหวังว่ามันจะมากกว่าร้อย”
แหงนมองบนท้องฟ้าอันไกลโพ้น
นอกเหนือจากภาพถ่ายดาวเคราะห์นอกระบบ ทีมงานของ Hinkley จะประกาศในอีกไม่กี่วันข้างหน้าว่าพวกเขาได้ค้นพบกลุ่มโมเลกุลในบรรยากาศของดาวแคระน้ำตาลที่น่าสงสัยซึ่งบางครั้งเรียกว่า "ดาวที่ล้มเหลว" ซึ่งโคจรรอบดาวฤกษ์ข้างเคียง วัตถุดังกล่าวมีน้ำหนักมากกว่าดาวพฤหัสบดีเกือบ 20 เท่า วัตถุมีมวลต่ำกว่าธรณีประตู ซึ่งอาจเกิดการหลอมรวมในแกนกลางของมัน
การใช้เครื่องมือบน JWST ที่แยกความถี่ของแสง กระบวนการที่เรียกว่าสเปกโทรสโกปี นักวิทยาศาสตร์พบน้ำ มีเทน คาร์บอนไดออกไซด์ และโซเดียม ทั้งหมดเปิดเผยในระดับรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน พวกเขายังตรวจพบเมฆซิลิกาที่เป็นควันคล้ายควันในบรรยากาศของดาวแคระน้ำตาล ซึ่งเป็นสิ่งที่เคยบอกใบ้มาก่อนในวัตถุดังกล่าวแต่ไม่เคยเกิดขึ้น “ในความคิดของฉัน นี่คือสเปกตรัมที่ยิ่งใหญ่ที่สุดที่เคยได้รับจากเพื่อนร่วมดาวย่อย” ฮิงคลีย์กล่าว “เราไม่เคยเห็นอะไรแบบนี้”
การค้นพบนี้มีขึ้นหลังการประกาศเมื่อสัปดาห์ที่แล้ว เมื่อทีมนักดาราศาสตร์คนอื่นรายงานว่าพวกเขาได้ใช้ JWST เพื่อ ตรวจจับก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ ในดาวเคราะห์นอกระบบขนาดยักษ์ที่เรียกว่า WASP-39 b ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 650 ปีแสง ถือเป็นครั้งแรกที่ก๊าซถูกพบเห็นในดาวเคราะห์นอกระบบ พวกเขายังพบโมเลกุลลึกลับในชั้นบรรยากาศอีกด้วย ทีมเดียวกันนั้นกำลังศึกษาโลกยักษ์อีกสองแห่งด้วย โดยผลลัพธ์ที่คาดว่าจะเกิดขึ้นในอีกไม่กี่เดือนข้างหน้านี้ จะช่วยรวบรวมภาพที่เกือบสมบูรณ์ขององค์ประกอบบรรยากาศของก๊าซยักษ์เช่นนี้ “นั่นคือพลังของเจมส์ เวบบ์” . กล่าว เจคอบ บีนนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยชิคาโกและหัวหน้าทีมร่วม
การสังเกตการณ์จะสร้าง "รายการสารเคมี" ขึ้นซึ่งจะแสดงให้เห็นว่า JWST อาจตรวจพบอะไรในท้องฟ้าของโลกหินขนาดเล็กที่คล้ายกับโลกมากขึ้น หัวหน้าทีมกล่าว นาตาลี บาตัลฮานักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ซานตาครูซ เธอกล่าวว่าทีมงานมีแผนที่จะ “ผลักดัน JWST ให้ถึงขีดจำกัด” ในการสังเกตการณ์ก๊าซยักษ์ที่กำลังจะมีขึ้น ซึ่งจะ “บอกเราว่าเราจะทำอะไรได้บ้างบนดาวเคราะห์ภาคพื้นดิน”
ทีมอื่นกำลังดำเนินการสังเกตการณ์ JWST ครั้งแรกของ กับดัก -1ซึ่งเป็นดาวแคระแดงที่ค่อนข้างใกล้เคียงซึ่งโคจรรอบด้วยโลกหินเจ็ดดวง ดาวเคราะห์เหล่านี้หลายดวงอยู่ในเขตเอื้ออาศัยของดาวฤกษ์ ซึ่งอาจมีสภาวะเอื้ออำนวยต่อน้ำที่เป็นของเหลวและแม้กระทั่งสิ่งมีชีวิต ในขณะที่ JWST ไม่สามารถวาดภาพดาวเคราะห์ได้โดยตรง แต่สเปกโทรสโกปีจะช่วยระบุก๊าซในชั้นบรรยากาศของพวกมัน อาจเป็นสัญญาณของก๊าซที่อาจบ่งบอกถึงกิจกรรมทางชีวภาพ “สิ่งที่เราต้องการจริงๆ คือ Earths” Macintosh กล่าว
