ดาวเคราะห์ที่สะท้อนแสงแวววาว

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์นอกระบบ LTT-9779b(ขวา) โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมัน(ซ้าย) ซีกโลกของดาวเคราะห์ด้านที่หันเข้าหาดาวฤกษ์จะสว่างวับ ดาวเคราะห์มีขนาดพอๆ กับเนปจูนและสะท้อนแสงดาวออกมา 80% ทำให้มันเป็นกระจกที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยพบในเอกภพ

     ดาวเคราะห์นอกระบบที่สว่างโชนที่สุดเท่าที่เคยพบในกาแลคซีของเรามีเมฆที่เป็นแก้วและไทเทเนียม ดาวเคราะห์ซึ่งมีชื่อว่า LTT-9779b อยู่ห่างออกไป 263 ปีแสง และมันลุกโชนอย่างมากจนแทบจะกลายเป็นกระจก สะท้อนแสงมากถึง 80% ที่มาจากแสงของดาวฤกษ์แม่ มันสว่างกว่าดาวศุกร์ซึ่งปกคลุมด้วยเมฆทึบมีความสว่างสูงมาก ซึ่งสะท้อนแสงอาทิตย์ออกมาราว 75%

     และนี่ยังไม่ใช่เรื่องราวทั้งหมด พิภพขนาดพอๆ กับเนปจูนแห่งนี้ ยังร้อนระอุ โดยมีอูณหภูมิเกือบ 2000 องศาเซลเซียส ซึ่งร้อนที่สุดเท่าที่เคยพบบนดาวเคราะห์ใดๆ ในชนิดนี้ James Jenkins นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยดีโก ปอร์ตาเลส ในชิลี กล่าวว่า ลองจินตนาการถึงพิภพที่ลุกไหม้ร้อน อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์แม่ของมัน โดยมีเมฆทึบที่เป็นโลหะล่องลอย และมีหยาดฝนเป็นหยดไทเทเนียมขนาดเล็ก

      การค้นพบที่น่าทึ่งนี้เกิดขึ้นจากปฏิบัติการ CHEOPS(Characterising Exoplanet Satellite) ของอีซา ดาวเคราะห์ถูกพบครั้งแรกในปี 2020 และแจกแจงวงโคจรของมันโดยเครื่องมืออื่น แต่คีออปส์ใช้เวลานานกว่าและตรวจสอบละเอียดมากกว่าเมื่อให้ได้ชุดข้อมูลรายละเอียดสูงที่เรียกกันว่ากราฟเสี้ยว(phase curve)

     เมื่อดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ ปริมาณแสงที่เปล่งออกจากทั้งระบบจะเปลี่ยนแปลง เมื่อดาวเคราะห์อยู่หน้าดาวฤกษ์ แสงจากดาวฤกษ์จะหรี่ลง แต่แสงก็ยังหรี่ลงได้เมื่อดาวเคราะห์ซ่อนอยู่ด้านหลังดาวฤกษ์แม่ นั้นเป็นเพราะเมื่อดาวเคราะห์อยู่ที่แต่ละด้าน แสงที่มันเปล่งและสะท้อนออกมาจะเพิ่มเติมไปในแสงรวมของระบบ

ไดอะแกรมแสดงการเปลี่ยนแปลงแสงของดาวฤกษ์เมื่อดาวเคราะห์โคจรไปรอบๆ  

     นักดาราศาสตร์สามารถใช้ข้อมูลนี้เพื่อสกัดว่าดาวเคราะห์นอกระบบเปล่งแสงออกมามากแค่ไหน เมื่อลบแสงที่เปล่งออกมาโดยความร้อนออกไป ซึ่งจะทำให้นักวิจัยได้ค่าความสามารถในสะท้อนแสงของ LTT-9779b เป็นการตรวจสอบค่าอัลบีโด(albedo) โลกเมื่อเทียบแล้ว มีอัลบีโด 0.3 ก็คือ สะท้อนแสงจากดวงอาทิตย์ออกมา 30% ส่วนดาวศุกร์มีอัลบีโดที่ 0.75

     อย่างไรก็ตาม ชั้นบรรยากาศของ LTT-9779b นั้นแปลกประหลาด ที่อุณหภูมิที่ร้อนระอุนี้ โดยปกติ ชั้นบรรยากาศใดๆ ที่มีน่าจะระเหยไปหมด แม้แต่ชั้นบรรยากาศที่เป็นเมฆกระจกและโลหะ นักวิจัยพบว่าถ้ามีเมฆเหล่านี้ปรากฏอยู่ วัสดุสารบนดาวเคราะห์ก็น่าจะมีสภาพอิ่มตัวยิ่งยวด(oversaturation)

      เพื่อที่จะทำให้ห้องอาบน้ำเป็นหมอกไอ คุณอาจจะทำให้อากาศเย็นลงกระทั่งไอน้ำควบแน่น หรือคุณจะปล่อยให้น้ำร้อนไหลไปเรื่อยๆ จนกว่าจะมีกลุ่มไอก่อตัวขึ้นเพราะอากาศนั้นอิ่มตัวไปด้วยไอน้ำอย่างยิ่งยวด จนอากาศเก็บไอน้ำไว้ไม่อยู่แล้ว Vivien Parmentier นักดาราศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์ โค้ต ดาซูร์ ในฝรั่งเศส กล่าว คล้ายๆ กันนี้ LTT-9779b ก็ก่อตัวเมฆโลหะได้แม้จะร้อนมาก ก็เพราะชั้นบรรยากาศเต็มไปด้วยไอโลหะและซิลิเกตอย่างอิ่มตัวยิ่งยวด

     แม้กระนั้น นักดาราศาสตร์ก็บอกว่าจากแบบจำลอง ดาวเคราะห์ไม่น่าจะมีอยู่ มันมีมวล 29 เท่าและรัศมี 4.7 เท่าของโลก(ราว 1.2 เท่าเนปจูน) และมันวิ่งไปรอบๆ ดาวฤกษ์แม่ที่คล้ายดวงอาทิตย์ ในวงโคจรที่เร็วถึง 19 ชั่วโมง นี่ทำให้มันตกอยู่ในช่วงทะเลทรายเนปจูนร้อน(hot Neptune desert) เราได้พบพิภพลักษณะคล้ายๆ กันนี้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น เนื่องจากเนปจูนร้อนไม่อาจอยู่รอดจากการอาบรังสีเอกซ์และอุลตราไวโอเลตจากดาวฤกษ์แม่ไปได้นานและน่าจะถูกเป่าชั้นบรรยากาศหายไปเหลือไว้แต่แกนกลางที่เป็นหินขนาดพอๆ กับโลก

     การศึกษาก่อนหน้านี้ได้แสดงว่าแรงโน้มถ่วงที่สูงอาจจะช่วยให้ LTT-9779b รักษาชั้นบรรยากาศของมันจากการแผ่รังสีของดาวฤกษ์แม่ได้ แต่การค้นพบใหม่บอกถึงกลไกการรักษาชั้นบรรยากาศแบบที่สอง

อินโฟกราฟฟิคแสดงการสำรวจ LTT-9779b โดยปฏิบัตการคีออปส์

     Sergio Hoyer นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ห้องทดลองดาราศาสตร์ฟิสิกส์มาร์กเซย์ ในฝรั่งเศส อธิบายว่า เราเชื่อว่าเมฆโลหะเหล่านี้ช่วยให้ดาวเคราะห์อยู่รอดในทะเลทรายเนปจูนร้อนได้ เมฆสะท้อนแสงและหยุดดาวเคราะห์ไม่ให้ร้อนเกินไปและระเหยตัวมันเอง ในขณะเดียวกัน การมีโลหะในปริมาณสูงก็ทำให้ดาวเคราะห์และชั้นบรรยากาศของมันหนักอึ้งและเป่าหายได้ยากขึ้น งานวิจัยนี้เผยแพร่ใน Astronomy & Astrophysics

แหล่งข่าว sciencealert.com : bizarre shiny planet that “shouldn’t exist” gleams like a mirror in space
                iflscience.com : shiniest planet ever discovered is the largest known “mirror” in the universe