Ultrahot Jupiter ดาวเคราะห์นอกระบบที่ร้อนดั่งดวงดาว



หากการแยกดาวพลูโตออกจากการเป็นดาวเคราะห์ และลดระดับมันลงไปเป็นดาวเคราะห์แคระทำให้การจำแนกดาวเคราะห์ยุ่งยากแล้ว งานวิจัยใหม่ของนักดาราศาสตร์ชิ้นนี้อาจทำให้พวกเขาต้องปวดหัวยิ่งขึ้นไปอีก เมื่อมีดาวเคราะห์นอกระบบจำพวกนึงที่อาจจะเป็นลูกครึ่งระหว่างดาวเคราะห์และดาวฤกษ์

Ultrahot Jupiter ร้อนแรงดั่งไฟ

หากจะให้พูดถึงดาวเคราะห์ที่ร้อนที่สุดในระบบสุริยะ ก็คงไม่พ้นดาวศุกร์กับอุณหภูมิเฉลี่ย 462 องศาเซลเซียส แต่การจะเข้าร่วมกลุ่มดาวเคราะห์สุดเร่าร้อนอย่าง Ultrahot Jupiter พวกมันต้องมีอุณหภูมิในด้านที่หันเข้าดวงอาทิตย์สูงถึง 2,000-3,000 องศาเซลเซียสนั่นเอง และเนื่องจากพวกมันโคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ของมันอย่างมากกว่าที่ดาวพุธเราโคจรรอบดวงอาทิตย์เสียอีกด้วยซ้ำ นั่นทำให้มัน Tidally locked กับดาวฤกษ์ของมัน แปลว่ามันจะหันข้างเดียวเข้าหาดาวฤกษ์ของมันโดยตลอด (เหมือนกับที่เราเห็นดวงจันทร์อยู่ด้านเดียว)

แน่นอนว่าเมื่อด้านหนึ่งหันเข้าหาดาวฤกษ์ของมันตลอด อีกด้านก็จะหันออกจากดาวฤกษ์ของมันไปตลอดเช่นกัน และเมื่อนักดาราศาสตร์ได้ทำการศึกษาชั้นบรรยากาศของ Ultrahot Jupiter แล้วก็ได้พบว่าชั้นบรรยากาศของทั้งสองด้านแทบจะเป็นคนละเรื่องกันเลยทีเดียว โดยฝั่งที่หันเข้าหาดาวฤกษ์นั้นร้อนมากถึงขั้นที่สามารถแยกออกซิเจนและไฮโดรเจนออกจากกันได้ และนั่นทำให้ในตอนแรกนักดาราศาสตร์ไม่สามารถตรวจพบโมเลกุลของน้ำในฝั่งที่หันเข้าหาดาวฤกษ์ (พวกเขาตั้งสมมติฐานไว้ว่าดาวเคราะห์พวกนี้มีปริมาณของคาร์บอนที่สูงกว่าออกซิเจนอย่างมาก)

KELT-9b หนี่งใน Ultrahot Jupiter ที่ร้อนมาก ๆ จนโดนดาวฤกษ์มันต้มกินชั้นบรรยากาศอยู่เรื่อย ๆ – ที่มา NASA

อ่านเรื่องของ KELT-9b หนี่งใน Ultrahot Jupiter

แต่ที่อีกฝั่งนึงนั้นมีอุณหภูมิที่เย็นกว่าถึง 1,000 องศาเซลเซียส และนั่นคือตอนที่ไฮโดรเจนและออกซิเจนได้รวมตัวกันเป็นไอน้ำอีกครั้ง และมันก็จะเข้าสู่ลูปการแยกตัว-รวมตัวนี้เรื่อย ๆ ในชั้นบรรยากาศของดาว (แต่น้ำไม่ได้ถูกทำลายลง เพราะตามกฎทรงมวลแล้ว มวลสารจะไม่สูญหายไปหรือเกิดขึ้นใหม่นั่นเอง)

ความรู้ว่ายังไม่รู้

ถึงแม้ว่าการค้นพบในครั้งนี้จะช่วยให้เราเข้าใจกับดาวเคราะห์นอกระบบมากยิ่งขึ้น แต่งานวิจัยครั้งนี้เป็นการใช้ข้อมูลจากดาว WASP-121b เป็นส่วนใหญ่ รวมทั้งข้อมูลของ  WASP-103b, WASP-18b และ HAT-P-7b มาประกอบรวมกัน ซึ่งถึงแม้จะสามารถสรุปเป็นวงกว้างว่าดาวเคราะห์ประเภท Ultrahot Jupiter นี้มีพฤติกรรมที่แตกต่างและซับซ้อนกว่า Hot Jupiter แต่สำหรับบางดวงก็อาจจะมีพฤติกรรมที่แปลกแยกไปกว่านี้ก็เป็นได้

ความรู้ที่เรามีในตอนนี้เกี่ยวกับชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์นอกระบบยังถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับข้อมูลด้านอื่น ดังนั้นยังคงมีอีกมากมายที่นักดาราศาสตร์ต้องตามหาคำตอบต่อไป โดยความหวังจากกล้อง James Webb กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทันสมัยที่สุดเท่าที่มนุษย์เคยสร้างมานั้นจะถูกปล่อยขึ้นสู่วงโคจรในปี 2021 นี้ (หากไม่ถูกเลื่อนไปเสียก่อน)

แต่รอบหน้าถ้าคุณจะบ่นว่านี่ประเทศไทยหรือดวงอาทิตย์อันเนื่องมาจากอากาศที่ร้อนระอุ อย่าลืมว่ามีดาวเคราะห์ที่ร้อนมากจนสามารถแยกน้ำออกเป็นออกซิเจนและไฮโดรเจนได้มาแล้ว…

อ้างอิง:

From thermal dissociation to condensation in the atmospheres of ultra hot Jupiters: WASP-121b in context