ดาวเคราะห์ดวงเดียวอาจพบเห็นได้ทั่วไปอย่างน่าประหลาดใจ

โลกที่เร่ร่อน – ไม่มีดาวฤกษ์ – ตั้งคำถามเกี่ยวกับความหมายของการเป็นดาวเคราะห์ท่ามกลางหมู่ดาว ไปสู่กลุ่มดาว Capricornus ทรงกลมสีแดงลอยอย่างอิสระผ่านอวกาศ มันมีมวลไม่เพียงพอที่จะหลอมอะตอมเป็นเชื้อเพลิงอย่างที่ดาวมี และมันเล็กเกินกว่าจะเป็นดาวที่ล้มเหลวได้ ในแทบทุกวิถีทาง ผู้เร่ร่อนคนนี้ที่รู้จักกันในชื่อ PSO J318.5-22 เปรียบเสมือนดาวเคราะห์ เว้นแต่ว่ามันไม่ผ่านการทดสอบที่สำคัญอย่างหนึ่งสำหรับดาวเคราะห์: มันไม่ได้โคจรรอบดาวฤกษ์

PSO J318.5-22 ไม่มีที่อยู่อาศัย เมื่อไม่มีดาวฤกษ์แม่ที่จะให้ความร้อนหรือแสง มันจึงล่องลอยไปในความมืดนิรันดร์ อันธพาลของทางช้างเผือก

การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ในปี 1970 

ทำให้นักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์ได้บอกใบ้ครั้งแรกว่าดาวเคราะห์นอกระบบอาจมีอยู่จริง เมื่อดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นรอบๆ ดาวฤกษ์ สสารของดาวเคราะห์บางส่วนจะกระจัดกระจายไปในวงโคจรอันไกลโพ้น ดาวเคราะห์ขนาดเล็กสองสามดวงอาจถูกโยนไปไกลพอที่จะขับออกจากแรงโน้มถ่วงของดาวได้อย่างสมบูรณ์

การประมาณการในเวลาต่อมาชี้ให้เห็นว่าระบบดาวเคราะห์ทุกดวงในดาราจักรดึงดาวเคราะห์อย่างน้อยหนึ่งดวงเข้าไปในอวกาศระหว่างดวงดาว นักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์ Sara Seagerแห่ง MIT กล่าวว่าด้วยระบบดาวเคราะห์หลายพันล้านดวงในทางช้างเผือก อาจมีดาวเคราะห์นอกระบบหลายพันล้านหรือหลายร้อยพันล้านดวงในดาราจักร

การสังเกตที่เกิดขึ้นจริงครั้งแรกของสิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นดาวเคราะห์ที่ลอยอย่างอิสระเกิดขึ้นในปี 2000 บ่งชี้ว่าการจำลองนั้นเป็นอะไรบางอย่าง ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้บังเอิญไปเจอโลกที่คล้ายดาวเคราะห์เหล่านี้ประมาณ 50 ดวง บางดวงมีลักษณะเฉพาะของดาวเคราะห์ ลบด้วยดาวฤกษ์แม่ บางคนตั้งคำถามว่าดาวและดาวเคราะห์สามารถก่อตัวได้อย่างไร ดูเหมือนว่าพวกเขาจะท้าทายคำจำกัดความมาตรฐานของดาวเคราะห์ 

Michael Liuจากมหาวิทยาลัยฮาวายในโฮโนลูลูกล่าวว่าถึงเวลาแล้วที่จะไปไกลกว่าการค้นพบโดยบังเอิญ เขาต้องการที่จะเห็นการค้นหาอย่างเป็นระบบสำหรับโลกอื่น ๆ ที่ไม่มีการเชื่อมโยง

Liu กล่าวว่า “การสำรวจสำมะโนประชากรของพวกอันธพาลเป็นวิธีเดียวที่เราจะเข้าใจอย่างถ่องแท้ว่ามีอะไรอยู่ในทางช้างเผือก”

ยักษ์โดดเดี่ยว

Liu และเพื่อนร่วมงานของเขาพบ PSO J318.5-22 เป็นครั้งแรกในปี 2010; พวกเขายืนยันและรายงานการค้นพบในปี 2556 ( SN Online: 10/9/13 )

นักวิจัยตรวจพบดาวเคราะห์ในภาพที่ถ่ายด้วยกล้องโทรทรรศน์ Pan-STARRS 1 ของ Maui ทีมงานได้มองหาดาวฤกษ์ที่ล้มเหลวซึ่งเรียกว่าดาวแคระน้ำตาล ซึ่งดูเหมือนว่าจะเริ่มต้นชีวิตแบบเดียวกับที่ดาวทำ นั่นคือ กลุ่มก๊าซแตกออกจากกลุ่มก๊าซที่เย็นยะเยือกและยุบตัวลง โดยดึงวัสดุเข้าด้านในเป็นจานหมุนรอบ มัน. ที่ศูนย์กลางของจานนี้จะมีดาวฤกษ์ดวงเล็กๆ หรือดาวแคระน้ำตาล ขึ้นอยู่กับขนาดของกระจุกแก๊สเดิม 

ลักษณะเด่น 2 ประการที่ทำให้ดาวฤกษ์จากดาวแคระน้ำตาลและดาวฤกษ์มีความแตกต่างกันในระดับหนึ่ง นั่นคือ มวลและการมีอยู่หรือไม่มีของนิวเคลียร์ฟิวชัน ดาวฤกษ์แม้แต่ดวงเล็กๆ ก็มีมวลอย่างน้อย 80 เท่าของดาวพฤหัสบดี ซึ่ง 318 เท่าของมวลโลกเป็นดาวเคราะห์ที่มีมวลมากที่สุดในระบบสุริยะ และมักถูกใช้โดยนักดาราศาสตร์ในการวัดขนาดของวัตถุก๊าซอื่นๆ ตามการคำนวณทางทฤษฎีเกี่ยวกับวิธีการทำงานของดาว วัตถุต้องมีมวล 80 ดาวพฤหัสบดีขึ้นไปเพื่อหลอมรวมนิวเคลียสของไฮโดรเจน (โปรตอน) ให้เป็นฮีเลียม กระบวนการนี้จะปลดปล่อยพลังงาน ซึ่งเป็นลักษณะที่ดวงดาวเผาไหม้อย่างสว่างไสว ทำให้ท้องฟ้ายามค่ำคืนกระจัดกระจาย

ดาวแคระน้ำตาลมีขนาดเล็กกว่า ทุกที่ระหว่าง 13 ถึง 80 มวลดาวพฤหัสบดี พวกมันไม่หนาแน่นพอที่จะหลอมไฮโดรเจน แต่พวกมันอาจมีขนาดใหญ่และร้อนพอที่จะหลอมรวมนิวเคลียสดิวเทอเรียม (โปรตอนกับนิวตรอน) กับโปรตอนหรือนิวเคลียสอื่นๆ ซึ่งหมายความว่าพวกมันเคยสร้างพลังงานแต่ไม่ได้สร้างพลังงานอีกต่อไป

ทรงกลมใดๆ ที่มีมวลน้อยกว่า 13 มวลของดาวพฤหัสบดีจะมีขนาดไม่ใหญ่หรือหนาแน่นพอที่จะหลอมรวมนิวเคลียสอะตอมชนิดใดก็ได้ ด้วยเหตุนี้ นักดาราศาสตร์บางคนจึงกำหนดออร์บที่มีมวลดาวพฤหัสบดีน้อยกว่า 13 เท่า แม้จะไม่ใช่ดาวเคราะห์ก็ตาม

นี่เป็นประเด็นความขัดแย้งในชุมชนดาราศาสตร์ เมื่อนักดาราศาสตร์เริ่มรายงานวัตถุมวลดาวเคราะห์ที่ลอยอย่างอิสระในปี 2000 พวกเขาเรียกพวกมันว่า “ดาวเคราะห์ยักษ์ที่แยกตัวออกมา” คำอธิบายง่ายๆ นั้นทำให้เกิดการถกเถียงกันอย่างเผ็ดร้อนว่าเรือลอยน้ำควรได้รับมอบเป็นดาวเคราะห์หรือไม่ ในปี 2546 สหพันธ์ดาราศาสตร์สากล ซึ่งเป็นองค์กรเดียวกับที่ลดระดับดาวพลูโตเป็นดาวเคราะห์แคระ ได้ชั่งน้ำหนักเข้าแล้ว IAU กล่าวว่าดาวเคราะห์โคจรรอบดวงอาทิตย์ ระยะเวลา. ดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาวดวงอื่นเป็นดาวเคราะห์นอกระบบหรือดาวเคราะห์นอกระบบ และพวกอันธพาลที่มีมวลดาวเคราะห์ที่ไม่โคจรรอบดาวฤกษ์ไม่ใช่ดาวเคราะห์ พวกมันเป็นดาวแคระน้ำตาลย่อย