นับจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่อุดมสมบูรณ์เพิ่มดาวเคราะห์หินที่น่าอยู่ได้อีก 10 ดวงให้นับโลกใบเล็กมีสองรสชาติ ชุดข้อมูลที่สมบูรณ์จากภารกิจดั้งเดิมของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ที่ออกล่าดาวเคราะห์เผยให้เห็นการแบ่งแยกในแผนภูมิลำดับวงศ์ตระกูลดาวเคราะห์นอกระบบ ทำให้ซุปเปอร์เอิร์ธแตกต่างจากดาวเนปจูนขนาดเล็ก
แค็ตตาล็อกดาวเคราะห์นอกระบบดวงสุดท้ายของเคปเลอร์
ซึ่งเผยแพร่ในการแถลงข่าวเมื่อวันที่ 19 มิถุนายน ปัจจุบันประกอบด้วยผู้พิจารณาดาวเคราะห์นอกระบบ 4,034 ดวง ในจำนวนนั้น 49 แห่งเป็นโลกหินในเขตเอื้ออาศัยของดวงดาว รวมถึงโลกที่ค้นพบใหม่ 10 แห่ง จนถึงตอนนี้ ผู้สมัคร 2,335 รายได้รับการยืนยันว่าเป็นดาวเคราะห์ และรวมถึงโลกที่มีอากาศอบอุ่นและอยู่ในอุณหภูมิปานกลางประมาณ 30 แห่ง
การวัดดาวของผู้สมัครอย่างระมัดระวังเผยให้เห็นช่องว่างที่น่าประหลาดใจระหว่างดาวเคราะห์ที่มีขนาดประมาณ 1.5 ถึงสองเท่าของโลก Benjamin Fulton จากมหาวิทยาลัยฮาวาย Manoa และ Caltech และเพื่อนร่วมงานของเขาค้นพบ มีดาวเคราะห์สองสามดวงในช่องว่าง แต่ส่วนใหญ่ตั้งคร่อมมัน
ที่แบ่งประชากรของดาวเคราะห์ขนาดเล็กออกเป็นกลุ่มที่มีหินเหมือนโลก – 1.5 รัศมีโลกหรือน้อยกว่า – และที่เป็นก๊าซเหมือนดาวเนปจูนระหว่าง 2 ถึง 3.5 รัศมีโลก
“นี่เป็นการแบ่งกลุ่มใหม่ที่สำคัญในแผนภูมิลำดับวงศ์ของดาวเคราะห์นอกระบบ ซึ่งค่อนข้างคล้ายกับการค้นพบว่าสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมและกิ้งก่าเป็นกิ่งก้านที่แยกจากกันบนต้นไม้แห่งชีวิต” ฟุลตันกล่าว
กล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์เปิดตัวในปี 2552 และจ้องไปที่ท้องฟ้ากลุ่มเดียวในกลุ่มดาวซิกนัสเป็นเวลาสี่ปี (วงล้อปฏิกิริยาที่เสถียรของมันแตกในเวลาต่อมา และเริ่มภารกิจใหม่ที่เรียกว่า K2 ( SN Online: 5/15/13 )) เคปเลอร์มองดูดวงดาวที่คล้ายดวงอาทิตย์เพื่อหาความสว่างที่ลดลงซึ่งจะเผยให้เห็นดาวเคราะห์ที่ผ่านไป เป้าหมายสูงสุดของมันคือการสร้างตัวเลขเดียว: เศษส่วนของดวงดาวอย่างดวงอาทิตย์ที่เป็นโฮสต์ของดาวเคราะห์อย่างโลก
ทีมเคปเลอร์ยังไม่ได้คำนวณตัวเลขนั้น แต่นักดาราศาสตร์มั่นใจว่าพวกเขามีข้อมูลเพียงพอที่จะทำเช่นนั้น Susan Thompson จากสถาบัน SETI ใน Mountain View รัฐแคลิฟอร์เนียกล่าว เธอนำเสนอผลลัพธ์ในระหว่างการประชุมวิทยาศาสตร์ Kepler/K2 Science Conference IV ที่จัดขึ้น ที่ศูนย์วิจัย Ames ของ NASA ในเมือง Moffett รัฐแคลิฟอร์เนีย
Thompson และเพื่อนร่วมงานของเธอใช้ชุดข้อมูล Kepler ผ่านซอฟต์แวร์ “Robovetter” ซึ่งทำหน้าที่เหมือนตะแกรงดักจับดาวเคราะห์ทั้งหมดที่เป็นไปได้ การเรียกใช้ข้อมูลดาวเคราะห์ปลอมผ่านซอฟต์แวร์ระบุว่ามีความเป็นไปได้ที่จะสับสนกับสัญญาณอื่นๆ สำหรับดาวเคราะห์หรือพลาดดาวเคราะห์จริง
“นี่เป็นครั้งแรกที่เรามีประชากรที่มีคุณลักษณะที่ดีจริงๆ เพื่อให้เราสามารถทำการศึกษาทางสถิติและทำความเข้าใจเกี่ยวกับแอนะล็อกของโลกได้” ทอมป์สันกล่าว
ความรู้ของนักดาราศาสตร์เกี่ยวกับดาวเคราะห์เหล่านี้ดีพอๆ
กับความรู้เกี่ยวกับดาวของพวกมัน ดังนั้นฟุลตันและเพื่อนร่วมงานของเขาจึงใช้กล้องโทรทรรศน์เค็กในฮาวายเพื่อวัดขนาดของดาวฤกษ์ที่เป็นเจ้าภาพดาวเคราะห์ 1,300 ดวงในมุมมองของเคปเลอร์ได้อย่างแม่นยำ ขนาดเหล่านั้นช่วยตรึงขนาดของดาวเคราะห์ด้วยความแม่นยำมากกว่าเดิมถึงสี่เท่า
การแบ่งประเภทของดาวเคราะห์ที่พบอาจมาจากความแตกต่างเล็กน้อยในขนาด องค์ประกอบ และระยะทางจากดาวของพวกมัน ดาวฤกษ์อายุน้อยจะพัดลมอันทรงพลังของอนุภาคที่มีประจุซึ่งสามารถพัดพาชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์ที่กำลังเติบโตออกไปได้ หากดาวเคราะห์อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากเกินไปหรือเล็กเกินไปที่จะมีชั้นบรรยากาศหนา ซึ่งใหญ่กว่าโลกน้อยกว่า 75 เปอร์เซ็นต์ มันจะสูญเสียชั้นบรรยากาศและไปจบลงในกลุ่มที่เล็กกว่า ดาวเคราะห์ที่ดูเหมือนดาวเนปจูนในปัจจุบันอาจมีก๊าซมากกว่าเดิมหรือเติบโตในสภาพแวดล้อมที่อ่อนโยนกว่า ฟุลตันกล่าว
ความแตกต่างนั้นอาจส่งผลต่อความอุดมสมบูรณ์ของสิ่งมีชีวิตในกาแลคซี พื้นผิวของดาวเนปจูนขนาดเล็ก – หากมี – จะต้องทนทุกข์ทรมานภายใต้แรงกดดันจากชั้นบรรยากาศที่หนาทึบ
“สิ่งเหล่านี้จะไม่ใช่สถานที่ที่น่าอยู่” ฟุลตันกล่าว “ผลของเราทำให้เส้นแบ่งระหว่างดาวเคราะห์ที่อาจอาศัยอยู่กับดาวเคราะห์ที่ไม่เอื้ออำนวยได้ชัดเจนขึ้น”
ภารกิจที่จะเกิดขึ้น เช่น Transiting Exoplanet Survey Satellite ซึ่งจะเปิดตัวในปี 2018 จะเติมรายละเอียดเกี่ยวกับภูมิประเทศนอกโลกด้วยการสังเกตดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ที่สว่างมากขึ้น ต่อมากล้องโทรทรรศน์เช่นกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ซึ่งมีกำหนดจะเปิดตัวในปี 2561 จะสามารถตรวจสอบบรรยากาศของดาวเคราะห์เหล่านั้นเพื่อหาสัญญาณของชีวิต
“ตอนนี้เราสามารถถามคำถามได้จริงๆ ว่า ‘ระบบดาวเคราะห์ของเรามีความพิเศษเฉพาะในกาแลคซี่หรือไม่'” นักดาราศาสตร์ดาวเคราะห์นอกระบบ Courtney Dressing จาก Caltech กล่าว “ฉันเดาว่าคำตอบคือไม่ เราไม่ได้พิเศษขนาดนั้น”
