นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีความหนาแน่นของมาร์ชเมลโลว์

ที่โคจรรอบดาวแคระแดงเย็นซึ่งอยู่ห่างจากโลก 580 ปีแสง ดาวเคราะห์นอกระบบคล้ายดาวพฤหัสบดีเป็นโลกที่มีความหนาแน่นต่ำที่สุดเท่าที่เคยพบเห็นโคจรรอบดาวแคระแดง

• บทความอื่น ๆ : hotelbarderosa.com

ดาวแคระแดงเป็นดาวฤกษ์ที่เล็กที่สุดและมืดที่สุดซึ่งยังคงเปลี่ยนไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมในแกนกลางของพวกมันผ่านการหลอมรวมนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นช่วงชีวิตของดาวที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า “ลำดับหลัก” แม้ว่าดาวแคระแดงจะเย็นกว่าดวงอาทิตย์มาก แต่ก็เป็นที่รู้กันว่าดาวแคระแดงมีความกระตือรือร้นอย่างมากและปล่อยเปลวเพลิงอันทรงพลังที่สามารถดึงชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงใดก็ตามที่โคจรอยู่

การปะทุอย่างรุนแรงเหล่านี้ทำให้ระบบดาวแคระแดงเป็นสถานที่ที่ดูเหมือนไม่น่าจะเป็นไปได้และไม่เอื้ออำนวยในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ ที่มีขนนุ่ม เหมือนโลกที่เพิ่งค้นพบใหม่ ขนานนามว่า TOI-3757 b ดาวเคราะห์ดวงนี้อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แคระแดงมากจนโคจรรอบดาวฤกษ์เพียง 3.5 วันโลก ซึ่งเร็วกว่าดาวพุธ ที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุด 25 เท่า ซึ่งโคจรรอบดาวของเราเสร็จสมบูรณ์ มันยังใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดี เพียงเล็กน้อย ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดของระบบสุริยะเพียงเล็กน้อย ด้วยเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 100,000 ไมล์ (150,000 กิโลเมตร)

“แต่เดิมนั้นคาดว่าดาวเคราะห์ยักษ์รอบดาวแคระแดงจะก่อตัวได้ยาก” Shubham Kanodia ผู้เขียนนำการศึกษาและนักดาราศาสตร์ที่สถาบัน Carnegie Institution ในกรุงวอชิงตัน ดีซี กล่าวในแถลงการณ์จาก NOIRLab ของ National Science Foundation ซึ่งดำเนินการบางส่วนของ กล้องโทรทรรศน์ที่ใช้ในการวิจัย

ที่เกี่ยวข้อง : 10 การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบที่น่าทึ่ง

คลิกที่นี่เพื่อดูวิดีโอ Space.com เพิ่มเติม…
ปิด
“จนถึงตอนนี้ มีเพียงตัวอย่างเล็กๆ จากการสำรวจดอปเปลอร์ ซึ่งปกติแล้วจะพบดาวเคราะห์ขนาดยักษ์ที่อยู่ไกลจากดาวแคระแดงเหล่านี้” เขากล่าว “จนถึงตอนนี้ เรายังไม่มีตัวอย่างดาวเคราะห์มากพอที่จะค้นหาดาวเคราะห์ก๊าซในระยะใกล้ในลักษณะที่แข็งแกร่ง”

Kanodia และเพื่อนร่วมงานคิดว่าพวกเขาอาจจะสามารถอธิบายได้ว่าก๊าซยักษ์ความหนาแน่นต่ำก่อตัวขึ้นในสภาวะที่ไม่เอื้ออำนวยและรุนแรงเช่นนี้ได้อย่างไร พวกเขาเสนอว่าความหนาแน่นต่ำของ TOI-3757 b เป็นผลมาจากสองปัจจัยหลัก

ปัจจัยแรกเกี่ยวข้องกับการที่ก๊าซยักษ์เริ่มก่อตัว โดยมีแกนหินขนาดใหญ่ประมาณ 10 เท่าของมวลโลก ซึ่งดึงก๊าซรอบข้างจำนวนมากอย่างรวดเร็วจนกลายเป็นโลกที่เหมือนดาวพฤหัสบดี

ทีมงานคิดว่าปริมาณธาตุหนักที่ต่ำกว่าในดาวแคระแดงที่ TOI-3757 b โคจรรอบหมายความว่าแกนหินของดาวเคราะห์นอกระบบนี้อาจก่อตัวช้ากว่า สิ่งนี้จะทำให้การสะสมของก๊าซล่าช้าไปยังแกนหินที่มีผลกระทบต่อความหนาแน่นโดยรวมของ TOI-3757 b หลังจากการก่อตัว

ประการที่สอง นักดาราศาสตร์คิดว่าวงโคจรของ TOI-3757 b เป็นวงรีเล็กน้อย คล้ายกับวงกลมแบน จึงมีบางครั้งที่มันอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของดาวแคระแดงมากขึ้น แนวทางที่ใกล้ที่สุดเหล่านี้ส่งผลให้เกิดความร้อนสูงเกินไปของดาวเคราะห์ซึ่งทำให้ชั้นบรรยากาศขยายตัว

TOI-3757 b ถูกค้นพบครั้งแรกโดยภารกิจ Transiting Exoplanet Survey Satellite ( TESS ) ของ NASA ซึ่งระบุดาวเคราะห์นอกระบบผ่านการจุ่มขนาดเล็กลงในแสงของดาวฤกษ์แม่ของพวกมันที่เกิดขึ้นขณะข้ามหรือผ่านหน้าของดาวฤกษ์นั้น จากนั้น Kanodia และทีมงานได้ติดตามการพบเห็นครั้งแรกนี้ด้วยเครื่องมือภาคพื้นดินจำนวนมาก

การสังเกตการณ์ของ TESS เผยให้เห็นเส้นผ่านศูนย์กลางของ TOI-3757 b ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ใช้เครื่องมือที่หอดูดาวแห่งชาติ Kitt Peak ในรัฐแอริโซนาและหอดูดาวแมคโดนัลด์ในเท็กซัสเพื่อวัดความเร็วในแนวรัศมีของดาวเคราะห์นอกระบบ ซึ่งเป็นความเร็วที่เคลื่อนที่ไปตามแนวสายตา จากผลลัพธ์เหล่านี้ นักดาราศาสตร์คำนวณมวลของดาวเคราะห์ได้ประมาณหนึ่งในสี่ของดาวพฤหัสบดีหรือประมาณ 85 เท่าของโลก

การได้รับเส้นผ่านศูนย์กลางและมวลสำหรับ TOI-3757 b ทำให้ทีมคำนวณความหนาแน่นของก๊าซยักษ์ได้ประมาณ 0.6 ออนซ์ (17 กรัม) ต่อลูกบาศก์ฟุต ทำให้ TOI-3757 มีความหนาแน่นน้อยกว่าครึ่งหนึ่งของดาวเสาร์ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นต่ำที่สุดในระบบสุริยะและมีความหนาแน่นประมาณหนึ่งในสี่ของความหนาแน่นของน้ำ