เมื่อปีที่แล้ว นักดาราศาสตร์เพิ่งค้นพบดาวเคราะห์ KELT-9b ตอนนั้นเป็นข่าวฮือฮาในวงการดาราศาสตร์มาแล้วครั้งหนึ่ง เพราะพบว่ามันเป็นดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์ที่ร้อนกว่าดาวฤกษ์บางดวงเสียด้วยซ้ำ และเมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมา วารสาร Nature ตีพิมพ์ผลการศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับองค์ประกอบทางเคมีของมัน พบว่า มีบรรยากาศที่ร้อนจัดถึง 4,600 องศาเคลวิน ความร้อนระดับนี้ เผยให้เห็นร่องรอยของธาตุเหล็กและไทเทเนียม ซึ่งโดยทั่วไปจะสังเกตพบได้เฉพาะในดาวฤกษ์

KELT-9b เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของเรา อยู่ในกลุ่มดาวหงส์ ห่างจากโลก 650 ปีแสง

4,600 องศาเคลวินนี้มันร้อนแค่ไหน ลองเทียบเคียงให้เห็นภาพ ดาวศุกร์ของเราซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ มีอุณหภูมิ 737 องศาเคลวิน (0 องศาเคลวิน คือ ศูนย์องศาสมบูรณ์ หรือเท่ากับ -273.15 องศาเซลเซียส) ซึ่งก็ยังร้อนน้อยกว่า KELT-9b หลายเท่า

KELT-9b เป็นดาวเคราะห์บริวารของดาวฤกษ์ดวงแม่ที่ชื่อ KELT-9 มันมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีสามเท่า แต่กลับมีความหนาแน่นแค่ครึ่งของดาวพฤหัสฯ

สาเหตุที่อุณหภูมิร้อนจัด เป็นเพราะดาวเคราะห์ดวงนี้อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ดวงแม่อย่างมาก คือ อยู่ใกล้มากกว่าระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ราว 30 เท่า หรือพูดง่ายๆ ว่าอยู่ใกล้ดาวแม่ยิ่งกว่าดาวพุธอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์เสียอีก

ด้วยความที่อยู่ใกล้กันมาก KELT-9b จึงมีคาบการโคจรแค่ 36 ชั่วโมง ขณะที่โลกใช้เวลาเดินทางรอบดวงอาทิตย์ 365 วัน

ทีมนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเบิร์นและมหาวิทยาลัยเจนีวาสังเกตดาวเคราะห์ดังกล่าวตอนที่มันโคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ดวงแม่ ซึ่งร้อนถึง 10,000 องศาเคลวิน หรือร้อนกว่าดวงอาทิตย์เกือบเท่าตัว (5,778 เคลวิน)  

คณะนักวิจัยใช้อุปกรณ์สเปกโตกราฟ  HARPS-North ของหอดูดาวบนเกาะลาพาลมาในหมู่เกาะคานารีของสเปน แยกแสงจากดาวฤกษ์ที่ผ่านบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนี้ออกเป็นแถบสเปกตรัมที่ค่าความยาวคลื่นต่างๆ เพื่อศึกษาโมเลกุลที่อยู่บนนั้น โดยนำค่าความถี่ที่ขาดหายไปเนื่องจากโมเลกุลบางชนิดดูดกลืนแสง ไปเปรียบเทียบกับภาพสเปกตรัมของสารเคมีและสารประกอบต่างๆ ทำให้พบว่าในบรรยากาศของดาวเคราะห์ดวงนี้มีไอของธาตุเหล็กและไทเทเนียม

ไอที่ว่านี้เป็นผลจากความร้อนจัดนั่นเอง ในกรณีดาวเคราะห์ยักษ์ที่เย็นกว่านี้ อะตอมของโลหะพวกนี้จะแฝงอยู่ในออกไซด์ในสถานะของก๊าซ หรืออยู่ในรูปของฝุ่นละออง และด้วยความที่เป็นโลหะทนความร้อนสูง ถ้าไม่ร้อนจัดจริงๆ ก็จะไม่หลอมเหลวจนกลายเป็นไอ ดังนั้นจึงยากที่จะตรวจพบ

นักวิจัยบอกว่า ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่เผชิญกับรังสีความร้อนสูงขนาดนั้น บรรยากาศบนพื้นผิวคงระเหยไปหมด แต่เหตุที่ KELT-9b ยังคงมีบรรยากาศนั้น เป็นเพราะมันมีมวลมหาศาล

เควิน เฮง แห่งมหาวิทยาลัยเบิร์น บอกว่า เทคนิคที่ใช้ในการศึกษาครั้งนี้ ซึ่งวัดการดูดกลืนแสงของอะตอม (absorption spectroscopy) อาจเป็นประโยชน์ต่อการตามล่าสิ่งมีชีวิตนอกพิภพของเราด้วย

เขาบอกว่า นอกจากเราสามารถอาศัยภาพของสเปกตรัมในการตรวจหาอะตอมและโมเลกุลขององค์ประกอบทางเคมีของวัตถุ เช่น โลหะ แล้ว เรายังอาจจะใช้ภาพของแถบแสงสีนี้ตรวจหาร่องรอยของสารชีวภาพบนดาวเคราะห์นอกระบบได้ด้วย.

 

อ้างอิง:

Tags: , , , , ,