ดาวเคราะห์นอกระบบ: มีคนพบแล้วกี่คนที่จะมองหาชีวิต?

ดาวเคราะห์ดวงใหม่จำนวนมากเหล่านี้แตกต่างจากสิ่งที่หมุนรอบดวงอาทิตย์ของเราและแม้แต่สถาปัตยกรรมของระบบดาวเคราะห์นอกระบบก็มีความคล้ายคลึงกับของเราเล็กน้อย เมื่อเวลาผ่านไปข้อมูลจำนวนมหาศาลถูกพบในโลกที่ห่างไกลเหล่านี้ สิ่งที่น่าทึ่งยิ่งไปกว่านั้นคือความรวดเร็วในด้านการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบเติบโตขึ้นอย่างรวดเร็วในช่วงเวลาสั้น ๆ

ดาวเคราะห์นอกระบบ - พวกมันคืออะไร?

ดาวเคราะห์นอกระบบเป็นดาวเคราะห์นอกระบบของเราระบบสุริยะ. ดาวเคราะห์นอกระบบหมุนรอบดาวฤกษ์ซึ่งเป็นอะนาล็อกของดวงอาทิตย์ของเรา ดาวเคราะห์นอกระบบอย่างน้อย 1 ดวงประกอบกับระบบสุริยะเช่นเดียวกับเรา ระยะห่างจากดาวเคราะห์ที่ใกล้ที่สุดไปยังดาวฤกษ์เจ้าบ้านอาจมากกว่าหรือน้อยกว่าดาวพุธและดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลสามารถอยู่ได้ไกลกว่าดาวเสาร์และดาวพลูโตและมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีไม่ทางใดก็ทางหนึ่งคือดาวเคราะห์นอกระบบหนึ่งหรือมากกว่านั้นก่อตัวเป็นระบบสุริยะที่มีดาวของมัน

ระบบสุริยะ“ อื่น ๆ ” คืออะไร?

• ระบบที่มีดาวเคราะห์ตั้งแต่หนึ่งดวงขึ้นไป
• ระบบที่มีดาวสองดวงและดาวเคราะห์ดวงเดียว
• ระบบที่มีดาวเคราะห์ซึ่งอาจมีสภาวะที่เหมาะสมต่อเสถียรภาพของน้ำบนพื้นผิว ซึ่งจำเป็นต่อองค์ประกอบของสิ่งมีชีวิตอย่างที่เราทราบกันดี
  
  

ดาวเคราะห์นอกระบบถูกค้นหาอย่างไร

ในปี 2549 ยานอวกาศลำแรกได้เปิดตัวภารกิจที่อุทิศให้กับการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบคือภารกิจที่เรียกว่า CoRoT ภายในไม่กี่เดือนของการเปิดตัว CoRoT ได้ค้นพบดาวเคราะห์ดวงแรกคือดาวพฤหัสบดีที่ร้อนจัดและโคจรรอบดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ ในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า CoRoT ได้ทำการสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบจากอวกาศอย่างยั่งยืนด้วยการตรวจจับดาวเคราะห์ที่ผิดปกติอย่างต่อเนื่อง

เมื่อภารกิจของ NASA เปิดตัวในปี 2009เคปเลอร์ จำนวนดาวเคราะห์ที่รู้จักเริ่มเพิ่มมากขึ้น เคปเลอร์เป็นหอดูดาวอวกาศของ NASA ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วงโคจรที่มีโฟโตมิเตอร์ความไวสูงเป็นพิเศษ ออกแบบมาเป็นพิเศษเพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ

วิธีการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบมีความแม่นยำมากขึ้น

วิธี Doppler(ความเร็วในแนวรัศมี, ความเร็วในแนวรัศมี)ดาวเคราะห์ดวงแรกที่พบในวงโคจรของดาวคล้ายดวงอาทิตย์ถูกค้นพบโดยใช้วิธีนี้ทุกประการ ดาวฤกษ์ดวงเดียวที่ไม่มีระบบดาวเคราะห์จะมีจุดศูนย์ถ่วงอยู่ที่ใจกลางดาวฤกษ์ อย่างไรก็ตาม เมื่อดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ จุดศูนย์ถ่วงของระบบดาวฤกษ์จะเคลื่อนออกจากศูนย์กลางของดาว ทำให้ดาวฤกษ์ "กระดิก" ไปมาจากมุมมองของผู้สังเกตการณ์ เช่นเดียวกับดวงดาวและดวงดาว ดาวเคราะห์หมุนรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วม โดยหลักการแล้ว การเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของความเร็วในแนวรัศมี (เส้นสายตา) ของดาวฤกษ์สามารถวัดได้เพื่อเผยให้เห็นการมีอยู่ของดาวเคราะห์ที่มองไม่เห็น

วิธี Doppler(ความเร็วในแนวรัศมี, ความเร็วในแนวรัศมี)

วิธีการขนส่งช่วยให้กล้องโทรทรรศน์สามารถวัดแสงออโรร่าได้ยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ เนื่องจากในแต่ละครั้งที่ดาวเคราะห์โคจรผ่านหน้าดาวฤกษ์ ความมืดก็จะเกิดขึ้น การเปลี่ยนแปลงความสว่างแบบวงจรบ่งบอกถึงการผ่านของดาวเคราะห์ระหว่างโลกกับดาวฤกษ์

วิธีการขนส่ง

Astrometryเป็นวิธีการตรวจจับความเคลื่อนไหวดาวฤกษ์โดยการวัดตำแหน่งบนท้องฟ้าอย่างแม่นยำ เทคนิคนี้ยังสามารถใช้เพื่อระบุดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์โดยการวัดการเปลี่ยนแปลงเล็กๆ น้อยๆ ในตำแหน่งของมันในขณะที่มันแกว่งไปมารอบจุดศูนย์กลางมวลของระบบดาวเคราะห์

Astrometry

การตรวจจับโดยใช้microlensing แรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นเมื่อสนามโน้มถ่วงของดาวฤกษ์โค้งงอกาลอวกาศซึ่งโค้งแสงจากดาวที่อยู่ไกลออกไปด้านหลัง ผลกระทบนี้จะมองเห็นได้ก็ต่อเมื่อดาวทั้งสองอยู่ในแนวเดียวกับโลก หากดาวฤกษ์ที่ทำหน้าที่เป็นเลนส์มีดาวเคราะห์ สนามของดาวเคราะห์อาจมีผลเพียงเล็กน้อยแต่สังเกตได้ชัดเจน

microlensing ความโน้มถ่วง

การตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบโดยตรงจะขึ้นอยู่กับภาพที่มีความละเอียดสูงและมีคอนทราสต์สูงโดยใช้เลนส์ปรับตัว

มีดาวเคราะห์นอกระบบกี่ดวงในจักรวาล? พวกเขาคืออะไร?

ภายในสิ้นปี 2019 มีการค้นพบและได้รับการยืนยันดาวเคราะห์นอกระบบมากกว่า 4,000 ดวง บางดวงมีมวลมากพอ ๆ กับดาวพฤหัสบดี แต่โคจรเข้าใกล้ดาวฤกษ์มากกว่าดาวพุธที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์นอกระบบอื่น ๆ มีลักษณะเป็นหินหรือน้ำแข็งและหลาย ๆ ดวงก็ไม่มีอะนาลอกในระบบสุริยะของเรา

ส่วนใหญ่แล้วดาวเคราะห์นอกระบบจะประกอบด้วยสิ่งเดียวกันองค์ประกอบที่ประกอบเป็นดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเราแม้ว่าจะมีสมดุลองค์ประกอบที่แตกต่างกันซึ่งทำให้ดาวเคราะห์นอกระบบแต่ละดวงมีคุณสมบัติที่โดดเด่น การจำแนกประเภทหลักของดาวเคราะห์นอกระบบมีสี่ประเภท ได้แก่ โลกที่มีลักษณะคล้ายดาวเนปจูนโลกที่มีดาวเคราะห์เช่นดาวพฤหัสบดีร้อนโลกที่มีซูเปอร์เอิร์ ธ และโลกที่มีดาวเคราะห์คล้ายกับโลก

ซุปเปอร์เอิร์ ธ

ซูเปอร์เอิร์ ธ เป็นดาวเคราะห์ที่มีมวล 1 ถึง 10 มวลโลก การจำแนกประเภทของโลกยิ่งยวดหมายถึงมวลของดาวเคราะห์เท่านั้น แต่ไม่ได้บอกอะไรเกี่ยวกับสภาพพื้นผิวหรือความเหมาะสมสำหรับชีวิต

โลกทางด้านซ้ายและความประทับใจของศิลปินที่มีต่อซูเปอร์เอิร์ ธ ทางด้านขวา เครดิต: NASA / JPL-Caltech

ซูเปอร์เอิร์ธดวงแรกซึ่งเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะสองดวงที่มีมวลสี่เท่าของโลก ถูกค้นพบในวงโคจรรอบพัลซาร์ PSR B1257+12 ในปี 1992

ซุปเปอร์เอิร์ธดวงแรกที่อยู่รอบดาวฤกษ์หลักซีเควนซ์นี้ถูกค้นพบโดยทีมงานที่นำโดยยูเจนิโอ ริเวราในปี พ.ศ. 2548 มันโคจรรอบ Gliese 876 และถูกกำหนดให้เป็น Gliese 876 d (ก่อนหน้านี้มีการค้นพบก๊าซยักษ์ขนาดเท่าดาวพฤหัส 2 ดวงในระบบนี้) ดาวเคราะห์ดวงนี้มีมวลประมาณ 7.5 มวลโลก และมีคาบการโคจรที่สั้นมากเพียงประมาณ 2 วันเท่านั้น เนื่องจาก Gliese 876 d อยู่ใกล้ดาวฤกษ์แคระแดง Gliese 876 d อาจมีอุณหภูมิพื้นผิว 430–650 เคลวิน (156.85–376.85 °C) และอาจรองรับน้ำที่เป็นของเหลวได้

มันเป็นดาวแคระแดงตัวแรกที่มีค้นพบระบบดาวเคราะห์ อาจเป็นไปได้ว่าดาวเคราะห์ยักษ์ขนาดใหญ่โดยทั่วไปมักมีลักษณะผิดปกติ นับตั้งแต่นั้นเป็นต้นมามีการค้นพบซุปเปอร์เอิร์ ธ หลายสิบแห่งโดยมีมวลเพียง 1.9 ก้อน

ในเดือนเมษายน พ.ศ. 2550 นักวิทยาศาสตร์ได้ประกาศการค้นพบซุปเปอร์เอิร์ธใหม่สองดวงรอบ ๆ Gliese 581 ที่ขอบเขตเอื้ออาศัยได้ของดาวฤกษ์ ซึ่งอาจมีน้ำของเหลวอยู่บนพื้นผิวได้

Gliese 581 มีมวลอย่างน้อย 5 มวลโลกและระยะทางไปยังดาวฤกษ์ถึง 11 ล้านกม. (0.073 หน่วยดาราศาสตร์) ตั้งอยู่บนพรมแดน "อบอุ่น" ของเขตอาศัย การศึกษาในภายหลังแสดงให้เห็นว่า Gliese 581 c อาจประสบภาวะเรือนกระจกขนาดใหญ่เช่นเดียวกับดาวศุกร์

นักดาราศาสตร์ได้เสนอว่าซุปเปอร์เอิร์ ธ อาจเป็นได้มีการใช้งานทางธรณีวิทยามากกว่าโลกของเราและสัมผัสกับการเคลื่อนที่ของเปลือกโลกที่มีพลังมากขึ้นเนื่องจากแผ่นเปลือกโลกที่บางลงซึ่งอยู่ภายใต้ความเครียดมากขึ้น ผู้ที่มองหาสิ่งมีชีวิตจากต่างดาวต่างหวาดกลัวในดินแดนที่ยิ่งใหญ่เนื่องจากมีความเป็นไปได้ที่พวกมันอาจเป็นหินและอาจมีที่อยู่อาศัยซึ่งแตกต่างจากก๊าซ

ดาวเนปจูนขนาดเล็ก

มินิเนปจูน (บางครั้งเรียกว่าแก๊ส)ดาวเคราะห์แคระหรือดาวเคราะห์เปลี่ยนผ่าน) เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีมวลโลกตั้งแต่ 2 ถึง 10 มวล มีความหนาแน่นน้อยกว่า 1 ดาวเคราะห์ประเภทนี้มีขนาดเล็กกว่าดาวยูเรนัส (14.5 มวลโลก) และดาวเนปจูน (17.1 มวลโลก)

มินิเนปจูนเป็นดาวแคระก๊าซที่มีของเหลวมหาสมุทรล้อมรอบด้วยบรรยากาศหนาทึบของไฮโดรเจนและฮีเลียมและแกนหินขนาดเล็ก แม้ว่าการค้นพบเมื่อเร็ว ๆ นี้แสดงให้เห็นว่าดาวเนปจูนขนาดเล็กซึ่งทุกคนคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ก๊าซอาจเป็นซุปเปอร์เอิร์ ธ ที่มีแกนหินล้อมรอบด้วยน้ำที่มีวิกฤตยิ่งยวด น้ำจะอยู่ในสภาวะนี้ด้วยความกดดันและอุณหภูมิที่สูงมาก

ดาวเคราะห์ที่มีขนาดและมวลระหว่างโลกและดาวเนปจูนไม่มีอยู่ในระบบสุริยะของเรา แต่ดูเหมือนว่าจะมีอยู่ทั่วไปในส่วนอื่น ๆ ของจักรวาล พวกมันเป็นลูกผสมระหว่างดาวเคราะห์หินในระบบสุริยะของเรากับยักษ์น้ำแข็ง ด้วยเหตุนี้นักดาราศาสตร์จึงสามารถวิเคราะห์บรรยากาศของหนึ่งในโลกที่อยู่ห่างไกล "กลาง" เหล่านี้ซึ่งเรียกว่าชั้น "ดาวเนปจูนขนาดเล็ก" ผลการทบทวนโดยเพื่อนได้ประกาศเมื่อวันที่ 2 กรกฎาคม 2019 และเผยแพร่ใน Nature Astronomy เมื่อวันที่ 1 กรกฎาคม 2019

ดาวเนปจูนขนาดเล็ก - ดาวเคราะห์ Gliese 3470 b - หมุนรอบตัวเองรอบ ๆ ดาว - ดาวแคระแดง ดาวเคราะห์มีน้ำหนักประมาณ 12.6 มวลโลกทำให้มีมวลมากกว่าโลกมาก แต่มีมวลน้อยกว่าดาวเนปจูนในระบบสุริยะของเรา (มวลโลก 17 ก้อน) ถ้าคุณใส่ Gliese 3470 b ไว้ในระบบสุริยะของเรามันจะพอดีกับขนาดของโลกและดาวเนปจูน เชื่อกันว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีแกนหินขนาดใหญ่ฝังอยู่ภายใต้บรรยากาศที่ลึกและบดอัดของไฮโดรเจนและฮีเลียม

ภาพประกอบของศิลปินนี้แสดงให้เห็นโครงสร้างภายในตามทฤษฎีของดาวเคราะห์นอกระบบ GJ 3470 b. ซึ่งแตกต่างจากดาวเคราะห์ดวงอื่นในระบบสุริยะ ดาวเคราะห์มีน้ำหนัก 12.6 มวลโลกมีมวลมากกว่าโลก แต่มีมวลน้อยกว่าดาวเนปจูน ซึ่งแตกต่างจากดาวเนปจูนซึ่งอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ 3 พันล้านไมล์ GJ 3470 b อาจก่อตัวขึ้นใกล้กับดาวแคระแดงเป็นวัตถุหินแห้ง จากนั้นดึงไฮโดรเจนและก๊าซฮีเลียมออกจากแผ่นดิสก์เพื่อสร้างบรรยากาศที่หนาทึบ ดิสก์กระจัดกระจายเมื่อหลายพันล้านปีก่อนและดาวเคราะห์หยุดเติบโต รูปด้านล่างแสดงไดรฟ์ที่ระบบดูเหมือนมานานแล้ว ได้รับความอนุเคราะห์จาก NASA / ESA

อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์ถามคำถามนี้เป็นระยะ: Gliese 3470 b เป็นดาวเนปจูนขนาดเล็กในรูปแบบที่กล่าวถึงในตอนนี้หรือเป็นซุปเปอร์เอิร์ ธ ?

อีกตัวอย่างหนึ่งของดาวเนปจูนขนาดเล็ก - Kepler-11f มีมีมวล 2.3 มวลโลก และความหนาแน่น 0.69 เท่ากับดาวเสาร์ซึ่งมีมวล 95 โลก คุณสมบัติชั้นนี้ ดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะนี้อยู่ในประเภทของดาวเนปจูนขนาดเล็กหรือดาวแคระก๊าซซึ่งมีมหาสมุทรของเหลวล้อมรอบด้วยบรรยากาศหนาทึบของไฮโดรเจนและฮีเลียมและมีแกนหินขนาดเล็ก

Jupiters ร้อน

ดาวพฤหัสบดีร้อนเป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีโดยมีระยะเวลาหมุนเวียนน้อยกว่า 10 วัน ช่วงเวลาสั้น ๆ หมายความว่าดาวพฤหัสบดีที่ร้อนแรงจะอยู่ใกล้กับดาวเจ้าบ้านมาก โดยทั่วไปแล้วพวกมันจะอยู่ห่างออกไปน้อยกว่า 0.1 หน่วยดาราศาสตร์ซึ่งเป็นหนึ่งในสิบของระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์ ดาวพฤหัสบดีร้อนได้ครอบงำการค้นพบดาวเคราะห์เป็นเวลาอย่างน้อยหนึ่งทศวรรษเนื่องจากหาได้ง่ายที่สุดโดยใช้ความเร็วรัศมี (Doppler) และวิธีการขนส่ง

ดาวพฤหัสร้อนเป็นดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เป็นระยะทางไม่ไกลจากโลก-ดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา เครดิต: อีเอสเอ

ตามแบบจำลองการก่อตัวของดาวเคราะห์สมัยใหม่ในทางเทคนิคไม่ควรมี Jupiters ที่ร้อนแรง ก๊าซยักษ์ไม่สามารถก่อตัวใกล้ดาวดวงนี้ได้เนื่องจากแรงโน้มถ่วงการแผ่รังสีและลมดาวฤกษ์ที่รุนแรงจะต้องป้องกันไม่ให้ก๊าซเกาะติดกัน

อย่างไรก็ตามพวกมันมีอยู่จริง จากดาวเคราะห์นอกระบบที่ได้รับการยืนยันมากกว่า 4,000 ดวงที่ค้นพบจนถึงปัจจุบันมากถึง 337 ดวงอาจเป็นดาวพฤหัสบดี

ทางออกหนึ่งที่เป็นไปได้คือดาวพฤหัสบดีร้อนก่อตัวขึ้นโดยที่วัสดุก่อสร้างเพียงพอแล้วย้ายไปยังตำแหน่งปัจจุบัน การอพยพของดาวพฤหัสร้อนอาจเกิดจากกลไกต่างๆ เป็นที่เชื่อกันว่าสาเหตุคือความไม่สมดุลของกระแสในจานดาวเคราะห์นอกระบบ นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าการโคจรของดาวพฤหัสบดีที่ร้อนระอุจะตื่นเต้นกับความผิดปกติที่สูงมาก (ลักษณะเชิงตัวเลขของวงโคจรของวัตถุท้องฟ้าซึ่งแสดงลักษณะของ "การบีบอัด" ของวงโคจร)

อย่างไรก็ตาม งานวิจัยใหม่ที่นำเสนออยู่ที่การประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 233 ในซีแอตเทิล ยืนยันแนวคิดที่ขัดแย้งกับแนวคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ แต่กำลังได้รับแรงผลักดันในสาขานี้

ดาวเคราะห์ยักษ์ที่หมุนรอบตัวเองดาวฤกษ์ของพวกเขาอาจก่อตัวขึ้นในสถานที่ใกล้กับดวงอาทิตย์ในอีกไม่กี่วันแทนที่จะก่อตัวในระยะไกลและอพยพเข้าหาดาวในภายหลัง

งานเผยแพร่เมื่อวันที่ 5 ตุลาคม 2018 ใน TheAstrophysical Journal Letters แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ขนาดยักษ์ที่เรียกว่าดาวพฤหัสบดีร้อนสามารถก่อตัวในสถานที่ใกล้เคียงกับดวงดาวของพวกเขาและอยู่ที่นั่นตลอดชีวิตโดยไม่ระเหย

ดิสก์ต้นแบบที่สร้างดาวเคราะห์รอบ ๆ ดาวฤกษ์อายุน้อยมีรูตรงกลางซึ่งสร้างขึ้นโดยสนามแม่เหล็กของดาว การวิจัยใหม่แสดงให้เห็นว่าขอบเขตของแผ่นดิสก์ด้านในสามารถก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ก๊าซได้โดยไม่ต้องให้พวกมันก่อตัวไกลขึ้นและโยกย้าย เครดิต: NASA / JPL-Caltech

ในปี 2560 มีการค้นพบโลกคล้ายดาวพฤหัสบดีร้อนมากจนดาวเคราะห์ระเหยกลายเป็นไอด้วยดาวฤกษ์ของมันเอง ด้วยอุณหภูมิกลางวันที่สูงกว่า 4,315.556°C (4,600 เคลวิน) KELT-9b จึงเป็นดาวเคราะห์ที่ร้อนกว่าดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ แต่ดาวประเภท A สีน้ำเงินที่เรียกว่า KELT-9 นั้นร้อนกว่าอีก จริงๆ แล้วมีแนวโน้มจะสลายดาวเคราะห์ผ่านการระเหย

แนวคิดของศิลปินคนนี้แสดงให้เห็นถึงดาวเคราะห์KELT-9b โคจรรอบดาวเด่น KELT-9 นับเป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่ร้อนแรงที่สุดที่ค้นพบจนถึงตอนนี้ เครดิต: NASA / JPL-Caltech

ในปี 2019 มีการสร้างสถิติใหม่ในหมู่วงโคจรของดาวพฤหัสบดีร้อน จากการศึกษาพบว่าก๊าซยักษ์ที่เรียกว่า NGTS-10b โคจรเข้าใกล้ดาวฤกษ์ของมันมากจนทำให้เกิดการปฏิวัติเต็มรูปแบบใน 18.4 ชั่วโมง การค้นพบนี้ทำให้ระบบสุริยะนี้เป็นห้องทดลองที่น่าทึ่งสำหรับการศึกษาปฏิกิริยาระหว่างน้ำขึ้นน้ำลงระหว่างดาวฤกษ์และดาวเคราะห์นอกระบบขนาดยักษ์ที่อยู่ใกล้อันตราย

แอนะล็อกของ Earth

ก่อนการค้นหาทางวิทยาศาสตร์และการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ของดาวเคราะห์เช่นโลกนี้ได้รับการกล่าวถึงในปรัชญาและนิยายวิทยาศาสตร์เท่านั้น หลักการของความธรรมดาแสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์อย่างเราควรมีอยู่ทั่วไปในจักรวาลในขณะที่สมมติฐานของโลกที่ไม่เหมือนใครบ่งชี้ว่าพวกมันหายากมาก ระบบดาวฤกษ์นอกระบบดาวเคราะห์หลายพันดวงที่ค้นพบนั้นแตกต่างจากระบบสุริยะของเรามากในขณะที่ยืนยันสมมติฐานของโลกที่ไม่เหมือนใคร

นักปรัชญาสังเกตว่าขนาดของจักรวาลเป็นเช่นนั้นว่าจะต้องมีดาวเคราะห์ที่เกือบจะเหมือนกันอยู่ที่ไหนสักแห่ง ในอนาคตอันไกลมนุษย์อาจใช้เทคโนโลยีเพื่อสร้างอะนาล็อกของโลกโดยการสร้างพื้นผิว ทฤษฎีมัลติเวิร์สชี้ให้เห็นว่าอะนาล็อกของโลกอาจมีอยู่ในจักรวาลอื่นหรือแม้กระทั่งเป็นเวอร์ชันอื่นของโลกในจักรวาลคู่ขนาน

จากการศึกษาเมื่อวันที่ 4 พฤศจิกายน 2013มีดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกจำนวน 40,000,000,000 ดวงโคจรรอบดวงดาวในเขตที่อาศัยอยู่ภายในทางช้างเผือก ดาวเคราะห์ดวงนี้ที่ใกล้ที่สุดอาจอยู่ห่างออกไป 12 ปีแสง นักดาราศาสตร์ได้ให้ผลลัพธ์โดยอาศัยข้อมูลจากภารกิจ Kepler

การค้นพบทางวิทยาศาสตร์ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1990 มีอิทธิพลอย่างมากต่อสาขาวิชาโหราศาสตร์แบบจำลองการอยู่อาศัยของดาวเคราะห์และการค้นหาข่าวกรองนอกโลก (SETI)

มองหาชีวิตที่ไหน?

เรารู้จักดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่มีชีวิตคือโลก และบนโลกของเราน้ำเป็นส่วนประกอบที่สำคัญที่สุดของชีวิตอย่างที่เรารู้จัก ในขณะที่นักดาราศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่ามีชีวิตบนดาวเคราะห์ดวงอื่นหรือไม่ แต่พวกเขาก็ จำกัด การค้นหาโลกที่น่าอยู่อาศัยให้แคบลงโดยใช้เกณฑ์หลายประการ

เนื่องจากแนวคิดเกี่ยวกับชีวิตของเราคือโลกนักดาราศาสตร์กำลังมองหาดาวเคราะห์ที่มีลักษณะคล้ายกับเธอ ตัวอย่างเช่นเป็นน้ำเหลว แต่วัตถุท้องฟ้าสามารถหมุนได้ใกล้ (เช่นดาวพุธ) หรือไกล (เช่นดาวพลูโต) จากดาวฤกษ์ของมันซึ่งน้ำจะระเหยหรือหยุดนิ่งบนพื้นผิวของมันก่อนที่สิ่งมีชีวิตจะก่อตัวขึ้นที่นั่นได้ เขตที่อยู่อาศัยคือช่วงของระยะทางที่มีอุณหภูมิที่เหมาะสมเพื่อให้น้ำบนดาวเคราะห์เป็นของเหลว นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการค้นพบในพื้นที่ที่อาศัยอยู่ได้เช่นดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก Kepler-186f จะนำเราไปสู่น้ำและวันหนึ่งไปสู่สิ่งมีชีวิตต่างดาว

โซนที่อยู่อาศัยอยู่ตรงกลาง เครดิต: NASA

หากสิ่งมีชีวิตสามารถพบได้ทุกที่ ก็มีแนวโน้มว่ามันจะเป็นดาวเคราะห์นอกระบบในเขตเอื้ออาศัยได้

อนาคตของการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบ: ภารกิจและวัตถุประสงค์หลัก

JWST (กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์)

ภารกิจกล้องโทรทรรศน์อวกาศ NASA / ESA / CSAการเปิดตัวของ James Webb ในปี 2564 จะช่วยให้เกมมีโอกาสใหม่ ๆ ในการสังเกตดาวเคราะห์นอกระบบและชั้นบรรยากาศของพวกมัน ด้วยชุดเครื่องมือสี่ชุดที่ทำงานที่ความยาวคลื่นอินฟราเรด Webb จะใช้หลายวิธีในการศึกษาวัตถุภายนอกเหล่านี้

การสังเกตการณ์ทางสเปกโตรสโกปีที่มีความไวสูงของดาวเคราะห์ทรานซิทซึ่งมีลักษณะคล้ายคลึงกันในแง่ของขนาดและมวลจะนำไปสู่ยุคของวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์เปรียบเทียบสำหรับดาวเคราะห์นอกระบบ

ความประทับใจของศิลปินเว็บบ์ เครดิต: ESA, NASA, S. Beckwith (STScI) และทีม HUDF, Northrop Grumman Aerospace Systems / STScI / ATG medialab

เวบบ์จะกำหนดลักษณะของบรรยากาศนอกดาวเคราะห์โดยการจับสเปกตรัมการดูดกลืนการสะท้อนและการแผ่รังสีที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดสำหรับดาวเคราะห์ที่มีขนาดตั้งแต่ซุปเปอร์เอิร์ ธ ไปจนถึงยักษ์ก๊าซ จะใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าโมเลกุลในชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบมีลักษณะสเปกตรัมจำนวนมากที่ความยาวคลื่นเหล่านี้ทำให้ผู้สังเกตการณ์มีชุดเครื่องมือวินิจฉัยมากมายซึ่งหลายชนิดไม่สามารถหาได้จากโลก

เวบบ์ยังสามารถแสดงผลได้โดยตรงดาวเคราะห์นอกระบบขนาดเล็กและขนาดใหญ่บางดวงโคจรอยู่ในระยะห่างจากดาวแม่มากกว่าการขนส่งส่วนใหญ่ เครื่องมือสามอย่างของ Webb มีความสามารถในการถ่ายภาพที่มีคอนทราสต์สูง (ในสองกรณีนี้ทำได้ด้วยโคโรนากราฟ) เพื่อลดแสงสะท้อนจากดาวแม่และทำให้ภาพของดาวเคราะห์ง่ายขึ้น การสังเกตด้วยฟิลเตอร์อินฟราเรดหลายตัวจะให้ข้อมูลมากมายเกี่ยวกับดาวเคราะห์เหล่านี้คุณสมบัติและกลไกการก่อตัวของพวกมัน

PLATO

Mission ESA PLATO (PLAnetary Transits และOscillations of the Stars) น่าจะเริ่มในปี 2569 PLATO มีเป้าหมายที่จะตรวจจับและกำหนดลักษณะของระบบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่จำนวนมากโดยการค้นหาดาวสว่างหลายแสนดวงเพื่อเคลื่อนผ่านดาวเคราะห์ PLATO จะมีความสามารถพิเศษในการค้นหาและกำหนดคุณสมบัติของดาวเคราะห์บกที่หมุนอยู่ในเขตที่อยู่อาศัยรอบดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ของเรา

ด้วยการรวมการวัดรัศมี PLATO ที่แม่นยำสำหรับตัวอย่างดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่มีมวลดาวเคราะห์ที่สอดคล้องกันซึ่งพิจารณาจากการสังเกตการณ์บนพื้นดินนักวิทยาศาสตร์จะสามารถสำรวจความหลากหลายของดาวเคราะห์ที่มีอยู่ได้ การสังเกตเหล่านี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุองค์ประกอบเชิงปริมาตรของดาวเคราะห์ขนาดเล็กจำนวนมากศึกษาว่าพวกมันมีความคล้ายคลึงกับโลกเพียงใดและตรวจสอบความสามารถในการอยู่อาศัยได้

การค้นพบดาวเคราะห์ที่หมุนรอบดวงดาวที่ส่องสว่างPLATO จะเป็นผู้บุกเบิกภารกิจที่ตามมาเพื่อค้นหาลายเซ็นของชีวิตดาวเคราะห์ประเภทนี้เป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการวัดสเปกโตรสโกปีในภายหลังเพื่อวัดโครงสร้างและองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์

ARIEL

กล้องโทรทรรศน์อวกาศในการพัฒนาซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2571 โดยเป็นส่วนหนึ่งของภารกิจ Cosmic Vision ระดับกลางลำดับที่สี่ของ European Space Agency มีการวางแผนว่าด้วยความช่วยเหลือของกล้องโทรทรรศน์จะมีการตรวจสอบดาวเคราะห์นอกระบบอย่างน้อย 1,000 ดวงโดยใช้วิธีการขนส่ง

นับตั้งแต่เปิดตัวในปี 2571 ARIEL จะได้รับการออกแบบมาสำหรับการสังเกตการณ์ที่มีความแม่นยำสูงโดยใช้โฟโตมิเตอร์พร้อมกันในบริเวณที่มองเห็นได้ของสเปกตรัมและสเปกโทรสโกปีในย่านอินฟราเรดใกล้คลื่น เธอจะสังเกตและศึกษาเกี่ยวกับยักษ์ใหญ่ในการขนส่งก๊าซที่ร้อนและร้อนประมาณ 1,000 ดวงดาวเนปจูนและซูเปอร์เอิร์ ธ รอบ ๆ ประเภทของดาวฤกษ์และสถาปัตยกรรมระบบดาวเคราะห์

การคาดการณ์

ด้วยชุดกล้องโทรทรรศน์อวกาศชุดนี้เปิดตัวในทศวรรษหน้าเราสามารถรอคอยการค้นพบ Earth 2.0 ในขณะที่เพิ่มดาวเคราะห์ที่แปลกประหลาดและไม่คาดคิดอื่น ๆ ในคอลเล็กชันดาวเคราะห์นอกระบบ ครั้งที่น่าตื่นเต้นข้างหน้า

ทำไมต้องศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ?

“เราอยู่คนเดียวในจักรวาลเหรอ?" เป็นหนึ่งในคำถามที่ลึกที่สุดที่มนุษยชาติสามารถถามได้ การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ของเรานั้นเกิดขึ้นในปี 1995 และปัจจุบันการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบเป็นหนึ่งในสาขาที่เติบโตเร็วที่สุดในด้านดาราศาสตร์

สำรวจสเปกตรัมที่หลากหลายของดาวเคราะห์นอกระบบและระบบดาวเคราะห์ที่ถูกค้นพบจนถึงปัจจุบัน - ตั้งแต่ขนาดเล็กไปจนถึงขนาดใหญ่จากสิ่งที่ปรากฏบนโลกไปจนถึงสิ่งที่แปลกประหลาดอย่างลึกซึ้ง - ไม่เพียง แต่ช่วยให้เราเรียนรู้ว่าระบบเหล่านี้ก่อตัวและพัฒนาอย่างไร แต่ยังให้เบาะแสสำคัญในการทำความเข้าใจว่าชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้หรือไม่และที่ใด ที่อื่นในจักรวาล

อ่านยัง

ดูแผนที่ 3 มิติของจักรวาล: มันถูกรวบรวมมา 20 ปีแล้วและมันก็ทำให้นักวิทยาศาสตร์ประหลาดใจอยู่แล้ว

ดาวหาง NEOWISE ปรากฏในรัสเซีย สถานที่ที่จะเห็นเธอสถานที่ที่จะมองและวิธีการถ่ายภาพ

Planet Parade 2020: ดูได้ที่ไหน จะเกิดขึ้นเมื่อใด และวิทยาศาสตร์พูดถึงเรื่องนี้อย่างไร