น้ำเป็นสิ่งหนึ่งที่ทุกชีวิตบนโลกต้องการ และวัฏจักรของฝนสู่แม่น้ำสู่มหาสมุทรสู่สายฝน เป็นส่วนสำคัญของสิ่งที่ทำให้โลกของเรามีอากาศคงที่และมีอัธยาศัยดี เมื่อนักวิทยาศาสตร์พูดถึงสถานที่ที่จะค้นหาสัญญาณแห่งชีวิตทั่วทั้งดาราจักร ดาวเคราะห์ที่มีน้ำจะอยู่ในอันดับต้นๆ ของรายการเสมอ
การศึกษาใหม่ชี้ให้เห็นว่าดาวเคราะห์จำนวนมากอาจมีน้ำมากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้ — มากเท่ากับน้ำครึ่งและครึ่งหิน จับ? น้ำทั้งหมดนั้นน่าจะฝังอยู่ในหิน มากกว่าที่จะไหลเป็นมหาสมุทรหรือแม่น้ำบนผิวน้ำ
Rafael Luque ผู้เขียนบทความฉบับใหม่และนักวิจัยดุษฎีบัณฑิตจากมหาวิทยาลัยชิคาโกกล่าวว่า “เป็นเรื่องน่าประหลาดใจที่ได้เห็นหลักฐานว่ามีโลกน้ำจำนวนมากโคจรรอบดาวฤกษ์ประเภทที่พบบ่อยที่สุดในกาแลคซี “มันมีผลอย่างมากต่อการค้นหาดาวเคราะห์ที่อาศัยอยู่ได้”
รูปแบบประชากรดาวเคราะห์
ด้วยเครื่องมือกล้องโทรทรรศน์ที่ดีกว่า นักวิทยาศาสตร์กำลังค้นหาสัญญาณของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่อยู่ห่างไกลกันมากขึ้นเรื่อยๆ ขนาดกลุ่มตัวอย่างที่ใหญ่ขึ้นช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ระบุรูปแบบทางประชากรได้ คล้ายกับการดูประชากรทั้งเมืองอย่างไรสามารถเปิดเผยแนวโน้มที่ยากต่อการมองเห็นในระดับบุคคล
Luque พร้อมด้วยผู้เขียนร่วม Enric Pallé จาก Institute of Astrophysics of the Canary Islands และ University of La Laguna ได้ตัดสินใจที่จะพิจารณากลุ่มของดาวเคราะห์ที่มองเห็นได้รอบดาวฤกษ์ประเภทหนึ่งที่เรียกว่า M- ในระดับประชากร แคระ. ดาวเหล่านี้เป็นดาวฤกษ์ที่พบบ่อยที่สุดที่เราเห็นรอบตัวเราในกาแลคซี และนักวิทยาศาสตร์ได้จัดหมวดหมู่ดาวเคราะห์หลายสิบดวงที่อยู่รอบๆ พวกมัน
แต่เนื่องจากดาวฤกษ์สว่างกว่าดาวเคราะห์มาก เราจึงไม่สามารถมองเห็นดาวเคราะห์ที่แท้จริงได้ ในทางกลับกัน นักวิทยาศาสตร์ตรวจพบสัญญาณจางๆ ของผลกระทบของดาวเคราะห์ที่มีต่อดาวฤกษ์ของมัน—เงาที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ของมัน หรือลากจูงเล็กๆ ในการเคลื่อนที่ของดาวในขณะที่ดาวเคราะห์โคจรอยู่ นั่นหมายความว่ามีคำถามมากมายเกี่ยวกับลักษณะของดาวเคราะห์เหล่านี้
“สองวิธีที่แตกต่างกันในการค้นพบดาวเคราะห์แต่ละดวงให้ข้อมูลที่แตกต่างกัน” ปาลเล่กล่าว นักวิทยาศาสตร์สามารถหาเส้นผ่านศูนย์กลางของดาวเคราะห์ได้โดยการจับเงาที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์เคลื่อนตัวไปข้างหน้าดาวฤกษ์ของมัน นักวิทยาศาสตร์สามารถหามวลของดาวได้โดยการวัดแรงโน้มถ่วงเล็กๆ ที่ดาวเคราะห์กระทำต่อดาวฤกษ์
เมื่อรวมการวัดทั้งสองเข้าด้วยกัน นักวิทยาศาสตร์สามารถรับรู้ถึงองค์ประกอบของดาวเคราะห์ได้ บางทีอาจเป็นดาวเคราะห์ดวงใหญ่แต่โปร่งสบายซึ่งส่วนใหญ่ทำจากก๊าซอย่างดาวพฤหัสบดี หรือดาวเคราะห์หินขนาดเล็กหนาแน่นอย่างโลก
การวิเคราะห์เหล่านี้ทำขึ้นสำหรับดาวเคราะห์แต่ละดวง แต่น้อยมากสำหรับประชากรทั้งหมดที่รู้จักของดาวเคราะห์ดังกล่าวในดาราจักรทางช้างเผือก ขณะที่นักวิทยาศาสตร์มองดูจำนวนดาวเคราะห์ทั้งหมด 43 ดวง พวกเขาก็เห็นภาพที่น่าประหลาดใจปรากฏขึ้น
ความหนาแน่นของดาวเคราะห์จำนวนมากบ่งชี้ว่าพวกมันเบาเกินไปสำหรับขนาดของพวกมันที่จะประกอบขึ้นจากหินบริสุทธิ์ ดาวเคราะห์เหล่านี้น่าจะเป็นเหมือนหินครึ่งและครึ่งน้ำหรือโมเลกุลอื่นที่เบากว่า ลองนึกภาพความแตกต่างระหว่างการหยิบลูกโบว์ลิ่งกับลูกฟุตบอล: พวกมันมีขนาดใกล้เคียงกัน แต่ลูกหนึ่งทำจากวัสดุที่เบากว่ามาก
การค้นหาโลกน้ำ
อาจเป็นเรื่องน่าดึงดูดใจที่จะจินตนาการว่าดาวเคราะห์เหล่านี้เหมือนบางอย่างจากวอเตอร์เวิร์ลของเควิน คอสเนอร์ ซึ่งปกคลุมไปด้วยมหาสมุทรลึกทั้งหมด อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะห์เหล่านี้อยู่ใกล้กับดวงอาทิตย์มากจนน้ำบนพื้นผิวจะมีอยู่ในช่วงก๊าซวิกฤตยิ่งยวด ซึ่งจะขยายรัศมีของพวกมัน “แต่เราไม่เห็นสิ่งนั้นในตัวอย่าง” Luque อธิบาย “นั่นแสดงว่าน้ำไม่ได้อยู่ในรูปแบบของมหาสมุทรผิวดิน”
แต่น้ำสามารถผสมอยู่ในหินหรือในหลุมใต้ผิวน้ำได้ สภาวะเหล่านั้นจะคล้ายกับดวงจันทร์ยูโรปาของดาวพฤหัสบดี ซึ่งคาดว่ามีน้ำใต้ดินเป็นของเหลว
“ฉันตกใจมากเมื่อเห็นการวิเคราะห์นี้ ฉันและผู้คนจำนวนมากในสนามสันนิษฐานว่าดาวเคราะห์เหล่านี้เป็นดาวเคราะห์หินที่แห้งแล้ง” จาค็อบ บีน นักวิทยาศาสตร์นอกระบบดาวเคราะห์ของ UChicago ซึ่งกลุ่ม Luque เข้าร่วมเพื่อทำการวิเคราะห์เพิ่มเติม
การค้นพบนี้ตรงกับทฤษฎีการก่อตัวดาวเคราะห์นอกระบบที่ไม่ได้รับความนิยมในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา ซึ่งชี้ให้เห็นว่าดาวเคราะห์หลายดวงก่อตัวขึ้นในระบบสุริยะของพวกมันและอพยพเข้าด้านในเมื่อเวลาผ่านไป ลองนึกภาพก้อนหินและน้ำแข็งรวมตัวกันในสภาพอากาศหนาวเย็นซึ่งห่างไกลจากดาวฤกษ์ จากนั้นแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์จะดึงเข้ามาช้าๆ
แม้ว่าหลักฐานจะน่าดึงดูดใจ แต่บีนกล่าวว่าเขาและนักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ยังคงอยากเห็น “หลักฐานการสูบบุหรี่” ว่าหนึ่งในดาวเคราะห์เหล่านี้เป็นโลกน้ำ นั่นคือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะทำกับ JWST กล้องโทรทรรศน์อวกาศที่เพิ่งเปิดตัวใหม่ของ NASA ซึ่งเป็นผู้สืบทอดตำแหน่งต่อจากฮับเบิล
