นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกจำนวน 7 ดวง เว็บสล็อต ซึ่งอัดแน่นอยู่รอบดาวฤกษ์สลัวซึ่งหนึ่งปีจะมีอายุน้อยกว่าสองสัปดาห์ จำนวนดาวเคราะห์และระดับการแผ่รังสีที่พวกมันได้รับจากดาวของพวกมัน TRAPPIST-1 ทำให้โลกเหล่านี้เป็นอะนาล็อกขนาดเล็กของระบบสุริยะของเราเอง
ความตื่นเต้นที่อยู่รายรอบ TRAPPIST-1 นั้นยิ่งใหญ่มากจนมีการประกาศการค้นพบด้วยบทความในNatureพร้อมกับการแถลงข่าวของ NASA ในช่วงสองทศวรรษที่ผ่านมาพบดาวเคราะห์เกือบ 3,500 ดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลจากดวงอาทิตย์ของเรา แต่ส่วนใหญ่ไม่ได้พาดหัวข่าว
เป็นไปได้มากน้อยเพียงใดที่เราจะพบหินอ่อนสีน้ำเงินเหมือนโลกของเราท่ามกลางโลกใหม่เหล่านี้
เอิร์ธ 2.0?
เรายังรู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับดาวเคราะห์เหล่านี้ด้วยความมั่นใจ แต่เบาะแสเบื้องต้นดูน่าดึงดูด
โลกทั้งเจ็ดเสร็จสิ้นการโคจรภายใน 1.5 ถึง 13 วัน พวกเขารวมตัวกันอย่างใกล้ชิดจนคนที่ยืนอยู่บนดาวเคราะห์ดวงหนึ่งอาจเห็นโลกข้างเคียงบนท้องฟ้าที่ใหญ่กว่าดวงจันทร์ของเรา ช่วงเวลาสั้นๆ จะทำให้ดาวเคราะห์อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากกว่าดาวเคราะห์ดวงใดดวงหนึ่งที่อยู่ติดกับดวงอาทิตย์ โชคดีที่พวกเขาหลีกเลี่ยงการอบโดย TRAPPIST-1 เพราะมันสลัวอย่างไม่น่าเชื่อ
TRAPPIST-1 เป็นดาวแคระเย็นขนาดเล็กที่มีความส่องสว่างประมาณ 1/1000 ของดวงอาทิตย์ การเปรียบเทียบทั้งสองในการแถลงข่าววันพุธ ผู้เขียนนำของหนังสือพิมพ์ Nature คือ Michaël Gillon กล่าวว่าถ้าดวงอาทิตย์ถูกปรับขนาดให้เท่ากับบาสเก็ตบอล TRAPPIST-1 จะเป็นลูกกอล์ฟที่อ่อนแอ ปริมาณความร้อนเพียงเล็กน้อยที่เกิดขึ้นหมายความว่าดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 สามในเจ็ดดวงได้รับรังสีในปริมาณที่ใกล้เคียงกับดาวศุกร์ โลก และดาวอังคาร
ระบบสุริยะทางเลือกนี้ดูเหมือนรุ่นกะทัดรัดของเราเอง แต่ TRAPPIST-1 มี Earth 2.0 หรือไม่?
ศิลปินสร้างความประทับใจให้กับโลกทั้งเจ็ดของ TRAPPIST-1 เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์ภาคพื้นดินของระบบสุริยะของเรา NASA/JPL-คาลเทค
นี่เป็นข่าวดีก่อน
พี่น้องทั้งเจ็ดคนมีขนาดเท่าโลก โดยมีรัศมีระหว่างสามในสี่ถึงหนึ่งเท่าของดาวเคราะห์บ้านเกิดของเรา และมวลอยู่ในช่วงตั้งแต่ประมาณ 50% ถึง 150% ของโลก (มวลของโลกชั้นนอกยังคงไม่แน่นอน)
เนื่องจากทุกดวงมีขนาดเล็กกว่า1.6 เท่าของรัศมีโลกดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ทั้งเจ็ดดวงจึงน่าจะเป็นโลกที่เป็นหิน ไม่ใช่ดาวเนปจูนที่เป็นก๊าซ TRAPPIST-1d, e และ f อยู่ภายในเขตอบอุ่นของดาว — หรือที่เรียกว่า “โซน Goldilocks” ซึ่งไม่ร้อนเกินไปและไม่เย็นเกินไป — ที่ซึ่งดาวเคราะห์คล้ายโลกสามารถรองรับน้ำของเหลวบนพื้นผิวได้
วงโคจรของดาวเคราะห์ชั้นในทั้ง 6 ดวงเกือบจะเป็นจังหวะ หมายความว่าในช่วงเวลาที่ดาวเคราะห์ชั้นในสุดจะโคจรรอบดาวฤกษ์แปดครั้ง พี่น้องด้านนอกของมันจะโคจรห้า สาม และสองวง
คาดว่ากลุ่มดาวฤกษ์ดังกล่าวจะเคลื่อนตัวจากตำแหน่งเดิมที่ก่อตัวขึ้น การอพยพนี้เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์ยังอายุน้อยและฝังตัวอยู่ในจานที่สร้างดาวเคราะห์ก๊าซของดาวฤกษ์ เมื่อแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์อายุน้อยและจานก๊าซดึงเข้าหากัน วงโคจรของดาวเคราะห์ก็สามารถเปลี่ยนแปลงได้ โดยปกติแล้วจะเคลื่อนเข้าหาดาวฤกษ์
หากมีดาวเคราะห์หลายดวงอยู่ในระบบ แรงโน้มถ่วงของพวกมันก็จะดึงเข้าหากัน สิ่งนี้จะกระตุ้นดาวเคราะห์ให้โคจรเป็นจังหวะขณะที่พวกมันเคลื่อนตัวผ่านจานก๊าซ ผลที่ได้คือกลุ่มดาวเคราะห์ที่มีจังหวะสั่นพ้องใกล้กับดาวฤกษ์ เช่นเดียวกับที่เห็นรอบ TRAPPIST-1
การเกิดไกลจากดวงดาวนั้นมีข้อดีอยู่สองสามข้อ ดาวสลัวอย่าง TRAPPIST-1 จะหงุดหงิดเมื่ออายุยังน้อย โดยปล่อยแสงแฟลร์และการแผ่รังสีสูงที่อาจฆ่าเชื้อพื้นผิวของดาวเคราะห์ใกล้เคียง หากระบบ TRAPPIST-1 ก่อตัวไกลออกไปและย้ายเข้ามาข้างใน โลกของระบบอาจหลีกเลี่ยงการถูกทอดทิ้ง
การกำเนิดในที่ที่มีอุณหภูมิเย็นกว่าก็หมายความว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นด้วยน้ำแข็งจำนวนมาก เมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนตัวเข้าด้านใน น้ำแข็งนี้สามารถละลายในมหาสมุทรได้ แนวคิดนี้ได้รับการสนับสนุนจากความหนาแน่นโดยประมาณของดาวเคราะห์ ซึ่งต่ำพอที่จะบ่งบอกถึงองค์ประกอบที่ระเหยได้สูง เช่น น้ำหรือบรรยากาศที่หนาแน่น
ไม่ใช่โลก?
เนื่องจากการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกของเรามุ่งเน้นไปที่การมีอยู่ของน้ำโลกน้ำแข็งที่ละลายแล้วจึงดูเหมือนเป็นอุดมคติ
แต่สิ่งนี้อาจเป็นลางไม่ดีสำหรับการอยู่อาศัยได้ ในขณะที่ 71% ของพื้นผิวโลกปกคลุมด้วยทะเล แต่น้ำมีสัดส่วนน้อยกว่า 0.1% ของมวลโลกของเรา ดาวเคราะห์ที่มีน้ำในปริมาณมากอาจกลายเป็นโลกน้ำ : มหาสมุทรทั้งหมดและไม่มีพื้นที่เปิดโล่ง
น้ำลึกยังอาจหมายถึงว่ามีชั้นน้ำแข็งหนาอยู่บนพื้นมหาสมุทร ด้วยแกนหินของดาวเคราะห์ที่แยกออกจากอากาศและทะเล ไม่มีวงจรคาร์บอนซิลิเกตสามารถเกิดขึ้นได้ ซึ่งเป็นกระบวนการที่ทำหน้าที่เป็นตัวควบคุมอุณหภูมิเพื่อปรับระดับคาร์บอนไดออกไซด์ที่ร้อนขึ้นในอากาศบนโลก
หากดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 ไม่สามารถชดเชยการแผ่รังสีในระดับต่างๆ จากดาวของพวกมัน เขตอบอุ่นของดาวเคราะห์จะหดตัวเป็นแถบบาง ๆ ความผันแปรเล็กน้อยใดๆ ตั้งแต่วงรีเล็กๆ ในวงโคจรของดาวเคราะห์ไปจนถึงความแปรปรวนของความสว่างของดวงดาว อาจทำให้โลกกลายเป็นก้อนหิมะหรือทะเลทรายที่อบอ้าว
Io ดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดีสอดคล้องกับดวงจันทร์ Europa และ Ganymede และความร้อนจากคลื่นของมันก็ทำให้เกิดภูเขาไฟ NASA/JPL/มหาวิทยาลัยแอริโซนา
แม้ว่ามหาสมุทรจะตื้นมากพอที่จะหลีกเลี่ยงชะตากรรมนี้ องค์ประกอบที่เป็นน้ำแข็งก็อาจสร้างบรรยากาศที่แปลกประหลาดได้ บนโลกยุคแรก ๆ อากาศถูกพ่นออกมาในแนวภูเขาไฟ หากภายในดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 คล้ายกับดาวหางขนาดยักษ์มากกว่าโลกที่อุดมด้วยซิลิเกต อากาศก็จะปล่อยความเสี่ยงที่จะอุดมไปด้วยก๊าซเรือนกระจกของแอมโมเนียและมีเทน ทั้งสองดักจับความร้อนที่พื้นผิวโลก ซึ่งหมายความว่าตำแหน่งที่ดีที่สุดสำหรับน้ำของเหลวอาจอยู่ในบริเวณที่เย็นกว่า “โซนโกลดิล็อคส์”
ในที่สุด วงโคจรของระบบ TRAPPIST-1 ก็มีปัญหา ดาวเคราะห์ที่ตั้งอยู่ใกล้ดาวฤกษ์มาก มีแนวโน้มจะล็อกคลื่นโดยด้านหนึ่งหันไปทางดาวฤกษ์อย่างถาวร ส่งผลให้วันอยู่ด้านหนึ่งและอีกฝั่งเป็นคืนนิรันดร์
ไม่เพียงแต่ประสบการณ์นี้จะเป็นเรื่องแปลก แต่อุณหภูมิสุดขั้วที่เกี่ยวข้องยังสามารถระเหยน้ำทั้งหมดและยุบชั้นบรรยากาศได้หากลมของดาวเคราะห์ไม่สามารถกระจายความร้อนได้
นอกจากนี้ แม้แต่วงรีขนาดเล็กในวงโคจรที่ดูเหมือนเป็นวงกลมของดาวเคราะห์ก็สามารถให้พลังงานแก่ความอบอุ่นแบบที่สอง ที่เรียกว่าความร้อนจากคลื่น ทำให้ดาวเคราะห์กลายเป็นเรือนร้อนคล้ายดาวศุกร์ การยืดตัวเล็กน้อยในเส้นทางของดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ของมันจะทำให้แรงดึงดูดจากแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์เพิ่มขึ้นและลดลงในระหว่างปี ทำให้โลกงอเหมือนลูกบอลความเครียดและ ก่อให้เกิดความร้อน จากคลื่น
กระบวนการนี้เกิดขึ้นบนดวงจันทร์ที่ใหญ่ที่สุด 3 ดวงของดาวพฤหัสบดีซึ่งมีเส้นทางวงรีอ่อนๆ ที่เกิดจากวงโคจรเรโซแนนซ์คล้ายกับโลก TRAPPIST-1 ในยุโรปและแกนีมีด ความร้อนที่แปรปรวนทำให้มหาสมุทรของเหลวใต้ผิวดินมีอยู่ แต่ Io ดวงจันทร์ด้านในสุดของดาวพฤหัสเป็นสถานที่ที่มีภูเขาไฟมากที่สุดในระบบสุริยะของเรา
หากวงโคจรของดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 นั้นโค้งงอเหมือนกัน พวกมันก็อาจจะร้อนอบอ้าว
วิวจากที่นี่
แล้วเราจะรู้ได้อย่างไรว่าดาวเคราะห์ TRAPPIST-1 เป็นอย่างไร? ในการตรวจสอบสถานการณ์ที่เป็นไปได้ เราต้องดูบรรยากาศของพี่น้อง TRAPPIST-1
TRAPPIST-1 ได้รับการตั้งชื่อตามดาวเคราะห์ TRAnsiting Planets ขนาด 60 ซม. ของเบลเยียมและกล้องโทรทรรศน์เล็ก Planetesimal ในชิลี ซึ่งตรวจพบดาวเคราะห์สามดวงแรกของดาวฤกษ์เมื่อปีที่แล้ว (เป็นชื่อเบียร์เบลเยียมชนิดหนึ่งด้วย) ตามชื่อที่แนะนำ ทั้งสามโลกดั้งเดิมและพี่น้องดาวเคราะห์ใหม่สี่ดวงถูกค้นพบโดยใช้เทคนิคการส่งผ่าน แสงดาวตกเล็กน้อยเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านระหว่างดาวฤกษ์กับโลก
การเปลี่ยนผ่านทำให้ดาวเคราะห์เป็นตัวเลือกที่ยอดเยี่ยมสำหรับกล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไปด้วยความสามารถในการระบุโมเลกุลในอากาศของดาวเคราะห์เมื่อแสงดาวส่องผ่านก๊าซ อีกห้าปีข้างหน้าอาจทำให้เราได้เห็นดาวเคราะห์หินที่มีประวัติศาสตร์แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิงกับทุกสิ่งในระบบสุริยะของเรา
Thomas Zurbuchen รองผู้บริหารของ Science Mission Directorate ที่ NASA ประกาศการค้นพบ TRAPPIST-1 ว่า “ก้าวกระโดดไปข้างหน้าเพื่อตอบว่า ‘เราอยู่คนเดียว’”
แต่ขุมทรัพย์ที่แท้จริงของ TRAPPIST-1 ไม่ใช่ความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์จะเหมือนกับที่เราเรียกว่าบ้าน เป็นความคิดที่น่าตื่นเต้นที่เราอาจกำลังมองหาสิ่งใหม่ทั้งหมด เว็บสล็อต
