ดาวเคราะห์พิลึก เล็กเท่าโลก แต่แน่นกว่าเหล็กตัน

13 มิถุนายน 2556 (11:48)โพสท์โดย mata

กล้องเคปเลอร์ ปล่อยขึ้นสู่อวกาศในปี 2552 มีเป้าหมายหลักคือค้นหาดาวเคราะห์บริวารของดาวฤกษ์ดวงอื่น หนึ่งในบรรดาดาวเคราะห์ที่แปลกประหลาดที่สุดที่เคปเลอร์เคยพบ คือดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นสูงมาก บางดวงถึงกับมีความหนาแน่นกว่าเหล็กเสียอีก

ดาวเคราะห์ความหนาแน่นสูงมากอาจเกิดจากดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่เข้ามาใกล้ดาวฤกษ์มากจนเหลือแต่แก่น

(จาก NASA/ESA/C.Carreau)

ทฤษฎีกำเนิดดาวเคราะห์ที่ใช้กันอยู่ทั่วไปอธิบายกำเนิดของดาวเคราะห์ประเภทนี้ไม่ได้

มีคำตอบที่อาจอธิบายปัญหานี้ได้ โอลิเวียร์ กราเซ นักธรณีฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยน็องต์ในฝรั่งเศส เสนอว่า เดิมทีดาวเคราะห์ดวงนี้เป็นดาวเคราะห์ประเภทดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ อยู่ห่างจากดาวฤกษ์มาก แบบเดียวกับดาวเนปจูน แต่ด้วยเหตุผลบางอย่าง เช่นอาจเป็นอันตรกิริยากับแก๊สและฝุ่นที่อยู่ล้อมรอบ จึงได้ตีวงขยับเข้าใกล้ดาวฤกษ์มากขึ้นเรื่อย ๆ บางทีอาจเข้าใกล้จนวงโคจรเล็กเท่าดาวพุธ

เมื่อดาวเคราะห์แก๊สยักษ์เข้าใกล้ดาวฤกษ์มาก ความร้อนจากดาวฤกษ์จะเผาบรรยากาศชั้นนอกของดาวเคราะห์ ซึ่งประกอบด้วยสสารที่สลายได้ง่ายเป็นส่วนใหญ่ เช่นไฮโดรเจน ฮีเลียม และน้ำ จนในที่สุดก็หายไปจนหมด คงเหลือไว้แต่แก่นดาวแข็งที่ประกอบด้วยเหล็กและหินแข็งที่ความหนาแน่นสูงมาก

เนื่องจากดาวเคราะห์แก๊สยักษ์มีชั้นแก๊สหนามาก แกนหินของดาวจึงเกิดขึ้นภายใต้ความดันสูงมาก อาจสูงถึง 500 กิกะปาสคาล หรือแรงกว่าบรรยากาศของโลกถึง 5 ล้านเท่า และมีอุณหภูมิอยู่ราว 6,000 เคลวิน ดังนั้นสสารที่เป็นแก่นของดาวจึงหนาแน่นกว่าโลกมาก

จากการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ พบว่าถ้ากระบวนการกำจัดเปลือกนอกของดาวเคราะห์ยักษ์ซึ่งเป็นน้ำแข็งเกิดขึ้นอย่างเชื่องช้า ใช้เวลานานในระดับพันล้านปี สสารที่เป็นแก่นดาวจะขยายตัวกลับคืนสู่สภาพความหนาแน่นปกติ แต่ถ้าหากกระบวนการดังกล่าวเกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ความหนาแน่นของแกนดาวจะค้างอยู่ที่ระดับสูงอย่างอย่างนั้นอยู่ตลอดไป

แม้แบบจำลองนี้จะพิสูจน์ว่าทฤษฎีนี้เป็นไปได้ อย่างไรก็ตาม วิลเลียม โบรักกี หัวหน้าภารกิจเคปเลอร์ยังคงไม่ทิ้งความเป็นไปได้ทางอื่นที่อาจปอกเปลือกแก๊สของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ไปจนหมด เช่นเกิดจากการชนกับวัตถุขนาดระดับดาวเคราะห์อีกดวงหนึ่งอย่างรุนแรง หรืออาจเป็นไปได้ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีต้นกำเนิดคล้ายดาวฤกษ์ก็ได้