นักดาราศาสตร์ค้นพบ“ ดาวเคราะห์ไพ” ขนาดเท่าโลกพร้อมวงโคจร 3.14 วัน

ในการจัดแนวดาราศาสตร์และคณิตศาสตร์ที่น่ายินดีนักวิทยาศาสตร์จาก MIT และที่อื่น ๆ ได้ค้นพบ 'พิเอิร์ ธ ' ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลกที่โคจรรอบดาวทุก ๆ 3.14 วันในวงโคจรที่ชวนให้นึกถึงค่าคงที่ทางคณิตศาสตร์สากล
นักวิจัยค้นพบสัญญาณของดาวเคราะห์ในข้อมูลที่ถ่ายในปี 2560 โดยภารกิจ K2 ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ของ NASA Kepler ทีมงานยืนยันว่าสัญญาณดังกล่าวเป็นสัญญาณของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์เมื่อต้นปีนี้ด้วย SPECULOOS ซึ่งเป็นเครือข่ายของกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน และที่จริงแล้วดาวเคราะห์ยังคงโคจรรอบดาวฤกษ์ในวันนี้โดยมีช่วงเวลาคล้ายปี่ทุกๆ 3.14 วัน “ ดาวเคราะห์เคลื่อนที่เหมือนเครื่องจักรกล” Prajwal Niraula นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจาก Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences (EAPS) ของ MIT กล่าวซึ่งเป็นหัวหน้าผู้เขียนบทความที่ตีพิมพ์ในวารสาร Astronomical Journal ในหัวข้อ:“ π Earth: ดาวเคราะห์ขนาดเท่าโลก 3.14 วันจาก K2's Kitchen เสิร์ฟความอบอุ่นโดยทีม SPECULOOS” “ ทุกคนต้องการความสนุกสนานในทุกวันนี้” จูเลียนเดอวิทผู้เขียนร่วมกล่าวถึงทั้งชื่อเรื่องกระดาษและการค้นพบดาวเคราะห์ปี่เองการสกัดดาวเคราะห์ดาวเคราะห์ดวงใหม่มีชื่อว่า K2-315b; เป็นระบบดาวเคราะห์ลำดับที่ 315 ที่ค้นพบภายในข้อมูล K2 ระบบเดียวที่ไม่น่าสนใจในสถานที่ที่บังเอิญกว่าในรายการนักวิจัยคาดว่า K2-315b มีรัศมี 0.95 ของโลกทำให้มีขนาดเท่ากับโลก โคจรรอบดาวฤกษ์มวลต่ำที่เย็นซึ่งมีขนาดประมาณ 1 ใน 5 ของดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ทุกๆ 3.14 วันด้วยความเร็ว 81 กิโลเมตรต่อวินาทีหรือประมาณ 181,000 ไมล์ต่อชั่วโมงในขณะที่มวลของมันยังไม่ได้กำหนด แต่นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่า K2-315b เป็นพื้นโลกเช่นเดียวกับโลก แต่ดาวเคราะห์ปี่ไม่น่าจะอยู่อาศัยได้เนื่องจากวงโคจรที่แน่นของมันทำให้ดาวเคราะห์เข้าใกล้ดาวฤกษ์มากพอที่จะทำให้พื้นผิวของมันร้อนขึ้นถึง 450 เคลวินหรือประมาณ 350 องศาฟาเรนไฮต์ – สมบูรณ์แบบที่สุดเท่าที่ปรากฎสำหรับการอบพายจริง “ สิ่งนี้จะร้อนแรงเกินกว่าที่จะอยู่ได้ในความเข้าใจทั่วไปของวลีนี้” Niraula กล่าวเสริมว่าความตื่นเต้นรอบ ๆ ดาวเคราะห์ดวงนี้นอกเหนือจากการเชื่อมโยงกับค่าไพคงที่ทางคณิตศาสตร์แล้วก็อาจพิสูจน์ได้ว่าเป็นตัวเลือกที่มีแนวโน้มสำหรับ ศึกษาลักษณะของบรรยากาศ “ ตอนนี้เรารู้แล้วว่าเราสามารถขุดและแยกดาวเคราะห์จากข้อมูลที่เก็บถาวรได้และหวังว่าจะไม่มีดาวเคราะห์หลงเหลืออยู่โดยเฉพาะอย่างยิ่งสิ่งสำคัญเหล่านี้ที่มีผลกระทบสูง” เดอวิทผู้ช่วยศาสตราจารย์ใน EAPS กล่าวและ สมาชิกของ Kavli Institute for Astrophysics and Space Research ของ MIT ผู้เขียนร่วมของ Niraula และ de Wit ของ MIT ได้แก่ Benjamin Rackham และ Artem Burdanov พร้อมด้วยทีมงานผู้ทำงานร่วมกันระหว่างประเทศจุ่มลงในข้อมูลนักวิจัยเป็นสมาชิกของ SPECULOOS ซึ่งเป็นตัวย่อของ The Search for habitable Planets EClipsing ULtra-cOOl Stars และได้รับการตั้งชื่อตามเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขนาด 1 เมตรจำนวน 4 ตัวในทะเลทราย Atacama ของชิลีซึ่งสแกนท้องฟ้าทั่วซีกโลกใต้ ล่าสุดเครือข่ายได้เพิ่มกล้องโทรทรรศน์ตัวที่ 5 ซึ่งถือเป็นครั้งแรกที่ตั้งอยู่ในซีกโลกเหนือชื่อ Artemis ซึ่งเป็นโครงการที่ได้รับการสนับสนุนจากนักวิจัยจาก MIT กล้องโทรทรรศน์ SPECULOOS ได้รับการออกแบบมาเพื่อค้นหาดาวเคราะห์คล้ายโลกรอบ ๆ ดาวแคระอุลตร้าคูลซึ่งเป็นดาวขนาดเล็กที่มีแสงสลัวซึ่งทำให้นักดาราศาสตร์มีโอกาสที่ดีกว่าในการมองเห็นดาวเคราะห์ที่โคจรรอบและแสดงลักษณะของชั้นบรรยากาศเนื่องจากดาวเหล่านี้ไม่มีแสงจ้าจากดาวที่ใหญ่กว่าและสว่างกว่ามาก “ ดาวแคระอุลตร้าคูลเหล่านี้กระจัดกระจายไปทั่วท้องฟ้า” เบอร์ดานอฟกล่าว “ การสำรวจตามเป้าหมายภาคพื้นดินเช่น SPECULOOS มีประโยชน์เพราะเราสามารถดูดาวแคระอุลตร้าคูลเหล่านี้ทีละคนได้” โดยเฉพาะอย่างยิ่งนักดาราศาสตร์มองไปที่ดวงดาวแต่ละดวงเพื่อหาสัญญาณของการเปลี่ยนผ่านหรือการลดลงเป็นระยะในแสงของดาวซึ่งส่งสัญญาณว่าอาจมีดาวเคราะห์ที่กำลังข้ามผ่านหน้าดาวฤกษ์และปิดกั้นแสงของมันในช่วงสั้น ๆ  เมื่อต้นปีที่ผ่านมา Niraula พบกับดาวแคระที่เย็นตัวซึ่งอุ่นกว่าเกณฑ์ที่ยอมรับกันทั่วไปสำหรับคนแคระอุลตร้าคูลเล็กน้อยในข้อมูลที่รวบรวมโดยแคมเปญ K2 ซึ่งเป็นภารกิจการสังเกตการณ์ครั้งที่สองของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ซึ่งตรวจสอบเศษชิ้นส่วนบนท้องฟ้าขณะที่ยานอวกาศโคจรไปรอบ ๆ ดวงอาทิตย์ ในช่วงหลายเดือนในปี 2017 กล้องโทรทรรศน์ Kepler ได้สังเกตเห็นส่วนหนึ่งของท้องฟ้าซึ่งรวมถึงดาวแคระที่เย็นซึ่งมีป้ายกำกับในข้อมูล K2 เป็น EPIC 249631677 Niraula ได้รวมตัวกันในช่วงเวลานี้และพบว่ามีแสงจากดาวดวงนี้ประมาณ 20 ดวงซึ่งดูเหมือนจะ ทำซ้ำทุก ๆ 3.14 วันทีมวิเคราะห์สัญญาณทดสอบสถานการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่มีศักยภาพที่แตกต่างกันสำหรับจุดเริ่มต้นและยืนยันว่าสัญญาณดังกล่าวน่าจะเป็นดาวเคราะห์ที่เคลื่อนที่ผ่านและไม่ใช่ผลจากปรากฏการณ์อื่น ๆ เช่นระบบเลขฐานสองของดาวสองดวงที่หมุนวนจากนั้นนักวิจัยได้วางแผนที่จะดูดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวฤกษ์อย่างใกล้ชิดด้วย SPECULOOS แต่ก่อนอื่นพวกเขาต้องระบุช่วงเวลาที่แน่ใจว่าจะขึ้นเครื่องได้ “ การทำให้คืนที่ดีที่สุดในการติดตามจากพื้นดินเป็นเรื่องยุ่งยากเล็กน้อย” แร็คแฮมผู้พัฒนาอัลกอริธึมการคาดการณ์เพื่อคาดการณ์ว่าจะมีการขนส่งต่อไปเมื่อใด “ แม้ว่าคุณจะเห็นสัญญาณวันที่ 3.14 นี้ในข้อมูล K2 แต่ก็มีความไม่แน่นอนเกิดขึ้นซึ่งจะเพิ่มขึ้นทุกวงโคจร” ด้วยอัลกอริธึมการคาดการณ์ของ Rackham ทำให้กลุ่มนี้แคบลงในหลายคืนในเดือนกุมภาพันธ์ 2020 ซึ่งเป็นช่วงที่พวกเขามีแนวโน้มที่จะเห็นดาวเคราะห์ข้ามหน้าดาวฤกษ์ จากนั้นพวกเขาก็ชี้กล้องโทรทรรศน์ของ SPECULOOS ไปในทิศทางของดาวฤกษ์และสามารถมองเห็นการเปลี่ยนผ่านที่ชัดเจนสามครั้ง: สองตัวใช้กล้องโทรทรรศน์ซีกโลกใต้ของเครือข่ายและที่สามจาก Artemis ในซีกโลกเหนือ นักวิจัยกล่าวว่าดาวเคราะห์ไพดวงใหม่อาจเป็นผู้สมัครที่มีแนวโน้มที่จะติดตามกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) เพื่อดูรายละเอียดของชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ สำหรับตอนนี้ทีมงานกำลังตรวจสอบชุดข้อมูลอื่น ๆ เช่นจากภารกิจ TESS ของ NASA และยังสังเกตการณ์ท้องฟ้าโดยตรงกับ Artemis และเครือข่าย SPECULOOS อื่น ๆ เพื่อหาสัญญาณของดาวเคราะห์คล้ายโลก “ จะมีดาวเคราะห์ที่น่าสนใจมากขึ้นในอนาคตทันเวลาสำหรับ JWST ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจสอบบรรยากาศของโลกต่างดาวเหล่านี้” Niraula กล่าว “ ด้วยอัลกอริธึมที่ดีขึ้นหวังว่าสักวันเราจะสามารถมองหาดาวเคราะห์ที่เล็กกว่าแม้จะมีขนาดเล็กเท่าดาวอังคารก็ตาม”