|
| 1 | 2 |
3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 |
17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 |
24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 |
|
|
|
|
|
|
|
วิธีตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ
แผนภาพแสดงการเคลื่อนที่ของดาวเคราะห์ (วัตถุทีเล็กกว่า) โคจรรอบดาวฤกษ์ซึ่งเคลื่อนที่ไปด้วยเช่นกันเป็นวงกลมน้อยๆ จุดศูนย์กลางมวลของระบบคือตำแหน่งกากบาทแดง (ในกรณีเช่นนี้ จุดศูนย์กลางมวลของระบบ มักอยู่ภายในดาวฤกษ์เสมอ)
เนื่องจากดาวเคราะห์นอกระบบ จะมีการส่องสว่างในตัวเองน้อยมากๆ เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์แม่ของมัน การตรวจจับจึงเป็นไปได้ยาก ทั้งแสงสว่างจากดาวฤกษ์ ยังอาจบดบังและกลบการมองเห็นดาวเคราะห์ไปเสีย
ด้วยเหตุนี้ การตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบจึงมักไม่สามารถดำเนินการได้จากการเฝ้าสังเกตโดยตรง
นักดาราศาสตร์ได้พัฒนากระบวนวิธีตรวจจับทางอ้อมหลายวิธี เพื่อตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบ ในปัจจุบันมีกระบวนวิธีทางอ้อมหลายวิธีที่สามารถใช้ตรวจจับ ดาวเคราะห์นอกระบบอย่างได้ผล
วิธีตรวจจับในปัจจุบัน
มาตรดาราศาสตร์
กระบวนวิธีนี้ทำโดยการตรวจวัดตำแหน่งที่แม่นยำ ของดาวฤกษ์บนท้องฟ้า และสังเกตการเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งนั้นเมื่อเวลาผ่านไป แต่เดิมกระบวนวิธีเช่นนี้เคยทำด้วยการสังเกตและบันทึกด้วยมือ
เมื่อถึงปลายคริสต์ศตวรรษที่ 19 จึงเริ่มมีการใช้แผ่นจานรับแสง ซึ่งช่วยให้การวัดมีความแม่นยำมากยิ่งขึ้น
หากดาวฤกษ์ที่เฝ้าสังเกตมีดาวเคราะห์เป็นบริวาร แรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์จะส่งอิทธิพลต่อดาวฤกษ์ ทำให้มีการเคลื่อนที่เป็นวงกลมหรือวงรีน้อยๆ ดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์ต่างก็จะโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมของระบบ
ซึ่งสามารถอธิบายได้ด้วยทฤษฎีคณิตศาสตร์คือ ปัญหาหลายวัตถุ เนื่องจากดาวฤกษ์มีมวลมากกว่า ดังนั้นมันจึงโคจรเป็นวงกลมที่เล็กกว่า
วิธีตรวจจับด้วยมาตรดาราศาสตร์ เป็นกระบวนวิธีที่เก่าแก่ที่สุดในการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ และเป็นที่นิยมอย่างมากเนื่องจากสามารถใช้อธิบายคุณลักษณะของระบบดาวคู่อย่างได้ผล
หากสืบย้อนไปจะปรากฏกระบวนวิธีนี้ อยู่ในเอกสารของวิลเลียม เฮอร์เชลในตอนปลายคริสต์ศตวรรษที่ 18 เขาอ้างว่าดาวฤกษ์ 70 คนแบกงู มีดาวคู่ ที่มองไม่เห็นซึ่งส่งผลกระทบต่อการเคลื่อนที่
การคำนวณผลกระทบทางมาตรดาราศาสตร์ ต่อดาวเคราะห์นอกระบบเป็นครั้งแรกเกิดขึ้นโดย ดับเบิลยู. เอส. จาค็อบ ในปี ค.ศ. 1855 โดยคำนวณจากดาวดวงนี้ หลังจากนั้นตลอดช่วงครึ่งศตวรรษถัดมา ก็มีการคำนวณในลักษณะคล้ายคลึงกันนี้เกิดขึ้นอีกหลายครั้ง จนกระทั่งมีการพิสูจน์แย้งขึ้นในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20
การเปลี่ยนแปลงของตำแหน่งของดาวฤกษ์นั้นน้อยมาก และยังมีการรบกวนอันเกิดจากชั้นบรรยากาศและอื่นๆ ค่อนข้างมาก ทำให้กล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลก ที่แม้จะดีเพียงใดก็ยังไม่สามารถตรวจวัดระยะได้แม่นยำเพียงพอ
ดังนั้นการอ้างถึงการค้นพบ "ดาวคู่" หรือดาวเคราะห์บริวารใดๆ ที่มีขนาดน้อยกว่า 0.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ที่เกิดขึ้นก่อน ค.ศ. 1996 จึงเป็นการค้นพบปลอมๆ ทั้งสิ้น
อย่างไรก็ดีในปี ค.ศ. 2002 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลประสบความสำเร็จ ในการตรวจจับดาวเคราะห์จากผลการค้นพบก่อนหน้านี้ คือดาวเคราะห์ที่โคจรรอบดาว กลีส 876
กล้องโทรทรรศน์อวกาศในอนาคต ซึ่งจะติดตั้งอยู่ในเขตอวกาศ เช่น โครงการ Space Interferometry Mission ขององค์การนาซ่า อาจประสบความสำเร็จในการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบใหม่ๆ ได้อีกเป็นจำนวนมากด้วยวิธีนี้ แต่ในปัจจุบันวิธีนี้เป็นวิธีที่ใช้ในการตรวจจับดาวเคราะห์ได้น้อยที่สุด
ความเร็วแนวเล็งด้วยหลักการคล้ายคลึงกับวิธีมาตรดาราศาสตร์ การตรวจจับความเร็วแนวเล็งอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่า ดาวฤกษ์ซึ่งมีดาวเคราะห์บริวารจะเคลื่อนที่เป็นวงกลมน้อยๆ จากผลของแรงโน้มถ่วงของดาวเคราะห์
แต่ในที่นี้การตรวจวัดจะมุ่งไปที่การเปลี่ยนแปลง ของความเร็วของดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่เข้าหาหรือมุ่งออกห่างจากโลก กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลงของความเร็วเชิงรัศมีของดาวฤกษ์นั้นๆ เมื่อเปรียบเทียบกับโลก โดยสามารถคำนวณได้จากการเปลี่ยนแปลง ของเส้นสเปกตรัมของดาวฤกษ์แม่ อันเป็นผลจากปรากฏการณ์ดอพเพลอร์
ความเร็วของดาวฤกษ์ในการโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวล จะต่ำกว่าของดาวเคราะห์มาก เพราะรัศมีในการโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลน้อยมาก ความเร็วอาจต่ำถึง 1 เมตร/วินาที หากตรวจวัดด้วยสเปกโตรมิเตอร์ที่ทันสมัย เช่น HARPS ในกล้องโทรทรรศน์ขนาด 3.6 เมตร ของหอดูดาวท้องฟ้าซีกใต้แห่งยุโรปที่ลาซีญา ประเทศชิลี หรือ HIRES ของกล้องโทรทรรศน์เค็ก
การตรวจวัดด้วยความเร็วแนวเล็ง จัดว่าเป็นเทคนิคที่ได้ผลมากที่สุดในการตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบ บางครั้งเรียกชื่อกระบวนวิธีนี้ว่า Doppler spectroscopy
ความสำเร็จของการตรวจวัดขึ้นกับระยะทางเป็นสำคัญ โดยจำเป็นต้องอาศัย signal-to-noise ratio ที่มีค่าสูงเพื่อให้ได้ผลตรวจวัดที่แม่นยำยิ่งขึ้น ดังนั้นจึงมักใช้ในการตรวจสอบกับดาวฤกษ์ ที่อยู่ห่างจากโลกราว 160 ปีแสง
การตรวจจับจะสามารถหาดาวเคราะห์ที่มีมวลขนาดใหญ่ และอยู่ใกล้ดาวเคราะห์ได้ง่ายกว่า แต่การวัดรอบการโคจรที่ระยะห่างมากๆ นั้นจะต้องใช้เวลาเฝ้าสังเกตการณ์นานหลายปี
สำหรับข้อเสียของวิธีความเร็วแนวเล็งคือ มันสามารถประเมินได้เพียงมวลขนาดต่ำที่สุดของดาวเคราะห์เท่านั้น โดยปกติมวลที่แท้จริงของดาวเคราะห์จะมีค่าแปรผันประมาณ 20% ของค่าต่ำสุดนี้
แต่ถ้าวงโคจรของดาวเคราะห์เกือบจะเป็นแนวตั้งฉากกับแนวการมองเห็น ค่ามวลที่แท้จริงก็อาจจะสูงขึ้นอีกมาก
วิธีความเร็วแนวเล็งสามารถใช้ในการยืนยันผลการสังเกต ที่ได้จากการสังเกตการเคลื่อนผ่าน เมื่อใช้ทั้งสองวิธีนี้ร่วมกัน จะสามารถประเมินขนาดมวลที่แท้จริงของดาวเคราะห์ได้
การจับเวลาพัลซาร์พัลซาร์ คือดาวนิวตรอนชนิดหนึ่ง เป็นซากดาวขนาดเล็กและหนาแน่นสูงมากที่ระเบิดออกเป็นซูเปอร์โนวา พัลซาร์จะแผ่คลื่นวิทยุความเข้มสูงออกมา ในขณะที่มันหมุนรอบตัวเอง การหมุนรอบตัวเองนี้เป็นแบบแผน
ดังนั้นช่วงเวลาที่สังเกตพบคลื่นวิทยุ จึงสามารถใช้วัดการเคลื่อนตัวของพัลซาร์ได้ พัลซาร์มีการเคลื่อนที่เช่นเดียวกันกับดาวฤกษ์ทั่วไป คือถ้าหากมีดาวเคราะห์บริวารอยู่ ก็จะโคจรเป็นวงกลมน้อยๆ การสังเกตการณ์ระยะเวลาของพัลซาร์ จึงสามารถบ่งบอกถึงลักษณะการโคจรแบบนี้ได้
กระบวนวิธีนี้เดิมมิได้ออกแบบมาเพื่อใช้ในการตรวจหาดาวเคราะห์ แต่ก็มีความแม่นยำสูงมาก ขนาดที่สามารถตรวจจับดาวเคราะห์ขนาดเล็กยิ่งกว่าที่กระบวนวิธีอื่นจะสามารถทำได้ คือดาวเคราะห์ที่เล็กขนาด 1 ใน 10 เท่าของมวลโลก
นอกจากนี้ยังสามารถตรวจจับผลของแรงโน้มถ่วง ในระบบดาวเคราะห์ที่มีสมาชิกหลายดวงได้ด้วย
ข้อด้อยของกระบวนวิธีนี้คือ พัลซาร์นั้นมีอยู่เป็นจำนวนน้อย การค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบด้วยวิธีนี้จึงมีจำนวนน้อยไปด้วย นอกจากนี้ "ชีวิต" อย่างที่เรารู้จักย่อมไม่สามารถดำรงอยู่บนดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่รอบพัลซาร์ เพราะรังสีพลังงานสูงที่แผ่ออกมาจากดาวแม่จะเข้มมาก
ปี ค.ศ. 1992 อเล็กซานเดอร์ โวลส์ชาน และ เดล เฟรล ใช้กระบวนวิธีนี้ค้นพบดาวเคราะห์โคจรอยู่รอบพัลซาร์ PSR 1257+12 การค้นพบนี้ได้รับการยืนยันอย่างรวดเร็ว และถือเป็นการค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ได้รับการยืนยันเป็นครั้งแรก
การเคลื่อนผ่าน
การตรวจจับการเคลื่อนผ่านเพื่อค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบ เส้นกราฟด้านล่างของภาพแสดงถึงระดับของแสงจากดาวฤกษ์ที่โลกได้รับ ณ เวลาต่างๆ กระบวนวิธีดังกล่าวข้างต้น ทำให้เราได้ข้อมูลเกี่ยวกับมวลของดาวเคราะห์
ส่วนกระบวนวิธีเกี่ยวกับการตรวจจับทางแสง จะทำให้เราทราบขนาดรัศมีของดาวเคราะห์ ถ้าดาวเคราะห์เคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่ของมัน ความสว่างของดาวฤกษ์ ที่เรามองเห็นจะลดลงเป็นจำนวนขนาดหนึ่ง
ขนาดความสว่างที่ลดลงนี้ มีความสัมพันธ์กับขนาดเปรียบเทียบระหว่างดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์ที่เคลื่อนผ่าน ตัวอย่างเช่น ในกรณีของดาว HD 209458 ความสว่างของดาวฤกษ์ลดลง 1.7%
ไมโครเลนส์โน้มถ่วง
ไมโครเลนส์โน้มถ่วงเกิดขึ้นเนื่องจาก ปรากฏการณ์ที่สนามโน้มถ่วงของดาวประพฤติตัวเหมือนเลนส์ ที่ทำหน้าที่รวมแสงของดาวพื้นหลังที่อยู่ในระยะไกล โดยปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นเมื่อดาวสองดวง วางตัวอยู่ในทิศทางตามแนวเล็งเดียวกัน
ปรากฏการณ์เลนส์นั้น จะใช้ระยะเวลาในการเกิดขึ้นในระยะเวลาเป็นสัปดาห์หรือวัน ตามการเคลื่อนที่แบบสัมพัทธ์ของดาวทั้งสองดวงและโลก ซึ่งเหตุการณ์ดังกล่าวจะเกิดขึ้นมากกว่าหนึ่งพันครั้ง จากการสังเกตการณ์ในรอบสิบปี
ถ้าดาวพื้นหลังของดาวที่มีหน้าที่รวมแสงมีดาวเคราะห์บริวาร ซึ่งดาวเคราะห์ดังกล่าวจะมีสนามโน้มถ่วงของดาวเอง โดยสนามโน้มถ่วงดังกล่าวสามารถตรวจวัดได้จากปรากฏการณ์เลนส์
เนื่องด้วยการศึกษาดังกล่าวต้องอาศัยการเรียงตัวที่ดีมาก ทำให้การศึกษาต้องมีการตรวจวัดดาวระยะไกลจำนวนมากอย่างต่อเนื่อง เพื่อตรวจวัดดาวเคราะห์นอกระบบ
ซึ่งวิธีการดังกล่าวเป็นวิธีการที่น่าเชื่อถือ สำหรับดาวเคราห์นอกระบบที่อยู่ระหว่างโลกกับจุดศูนย์กลางของกาแล็กซี่ เนื่องจากบริเวณใจกลางกาแล็กซี่มีดาวพื้นหลังจำนวนมาก
ขอขอบคุณ วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
สวัสดิ์สิริชีววาร สิริมานโชติฉายฉานนะคะ
Create Date : 07 เมษายน 2554 |
Last Update : 7 เมษายน 2554 8:58:03 น. |
|
0 comments
|
Counter : 963 Pageviews. |
|
|
|
|
|
|
/
2558
2556
2555
น้ำใจจากคุณ krittut 2554
2553
สิริสวัสดิ์วรวาร
เปรมปรีดิ์มานรื่นรมณีย์นะคะ
ยินดีต้อนรับ
สู่บล็อกของคนใฝ่รู้ สำหรับผู้ใส่ใจใฝ่รู้ค่ะ
เชิญอ่านตามสบายนะคะ
มีดีๆให้คุณได้ทราบหลากหลายค่ะ
๑ - ๑/๑ ฉันรักในหลวง
๒.๓.๑๐.๑๕.๓๐.๒๔.๕๙.๖๓.๙๐.ธรรมะ
๔ - ๔/๑ รวมพลคนดัง
๕. ศาสนาพุทธสุดประเสริฐ
๖. ความรู้ทั่วไปในศาสนาพุทธ
๗. ๑๖. ประวัติศาสตร์
๘ - ๙/๑ ไม้ดอก ไม้ใบ
๑๑ - ๑๑/๑ เกม
๑๒.๓๗.๔๐-๔๓.๕๓.๗๕.๘๖.ศิลปะเทศ
๑๔ - ๑๔/๑. ๒๐๘. ข่าวคนดังเทศ
๑๘. ๑๙. ๒๒. ราชวงศ์ไทย
๒๐.๑๑๖-๑๑๖/๒ ๑๙๐-๑๙๐/๘ ละคร ทีวี
๒๑. ๓๑. ๒๐๘. ราชวงศ์เทศ
๒๔. นักเขียนไทย
๒๔/๑. กลอนชั้นบรมครู
๒๙/๑-๒๙/๔โปสการ์ดจากเพื่อนบล็อก
๓๓. สมเด็จพระเจ้าตากสินมหาราช
๓๙.๑๘๑-๑๘๑/๗ สุธาโภชน์รสเลิศล้ำ
๔๑.๔๒.๕๐.๕๘.๖๐.๖๑.๘๖.มหาวิหาร
๕๗. ปราสาท พระราชวัง คฤหาสน์เทศ
๖๒. วัด
๖๕ - ๖๕/๑ การ์ตูน
๖๕/๒. นิทานเซน
๖๗. ความตายมาพรากให้จากไป
๖๙ - ๖๙/๒ สารพัดสัตว์
๗๔. สุนัข
๗๖. อุทยานสวรรค์
๗๗. ซูเปอร์แมน - แบทแมน
๗๘ - ๘๓. แสตมป์สะสม
๘๕-๘๕/๑ หนังสือสะสม
๘๗ - ๘๗/๒ ๒๑๕ ข่าวกีฬา
๘๙. ๘๙/๑ จีนแผ่นดินใหญ่
๙๐/๑ .ทิเบต
๙๑. จันทร์สูริย์ดารา
๙๒. สมเด็จพระปิยมหาราชเจ้า
๙๓ - ๙๓/๒ ภาพยนตร์
๙๔ - ๙๔/๓ ยานยนต์
๙๕ - ๙๕/๑ ดูดวง
๙๖ - ๙๖/๑ . ๒๑๑ วิทยาศาสตร์
๙๗ - ๙๗/๑.๒๐๙ แวดวงวรรณกรรม
๙๘. ภาพพุทธประวัติ
๙๙. ๑๒๗ - ๑๒๗/๑ ดนตรี
๑๐๑. ป้าย R สะสม
๑๐๒. บัตรภาพตราไปรฯสะสม
๑๐๓. DIY
๑๐๗/๑ เล่าเรื่องเมืองญี่ปุ่น
๑๐๘ - ๑๐๘/๑ หนังสือ
๑๑๓ - ๑๑๓/๑ บ้านสวย
๑๑๕. พระเครื่อง
๑๒๐. พระบาทสมเด็จพระเจ้าอยู่หัว
๑๒๓. เจ้าฟ้าเพชรรัตน์ฯ
๑๒๕. เหรียญที่ระลึก
๑๒๕/๑ เหรียญสะสมต่างประเทศ
๑๒๕/๒ เหรียญที่ระลึกจังหวัด
๑๒๕/๓ ธนบัตรที่ระลึก
๑๒๕/๔ บัตรโทรศัพท์
๑๒๕/๕ กล่องไม้ขีด และอื่นๆ
๑๓๑.เรื่องสั้นชั้นครู"เจียวต้าย"
๑๖๔.บล็อกพิเศษ วันเดียวอั๊พ 100
เอนทรี่ ให้คุณป้า"ร่มไม้เย็น"ชม
๑๙๐/๓ เรื่องย่อละคร
๑๙๓. คดีเขาพระวิหาร
๒๑๒. ศิลปะ
๒๑๗. วิถีแห่งอำนาจ บูเช็กเทียน
๒๑๗/๑.วิถีแห่งอำนาจ เจงกิสข่าน
๒๑๗/๒.วิถีแห่งอำนาจ จูหยวนจาง
๒๑๗/๓.วิถีแห่งอำนาจ ซูสีไทเฮา
๒๑๗/๔.วิถีแห่งอำนาจ หงซิ่วฉวน
๒๑๗/๕.วิถีแห่งอำนาจ แฮรี่ พอตเตอร์
ข่าวทั่วไปล่าสุด บล็อกล่างสุดค่ะ
เปิดบล็อก 1 มกราคม 2552
08.27 - 250811
207 flags collected 300316
|
|
|
|
|
|
|
|