ดาวเคราะห์รอบระบบดาวคู่

ดาวเคราะห์รอบดาวคู่ (อังกฤษ: circumbinary planet) หมายถึงดาวเคราะห์ที่โคจรรอบระบบดาวคู่ แทนที่จะเป็นดาวฤกษ์เพียงดวงเดียว คำนี้ใช้กับ ดาวเคราะห์นอกระบบเท่านั้น เนื่องจากดวงอาทิตย์ เป็นดาวฤกษ์ดวงเดียว

วงโคจรของดาวเคราะห์ ABb รอบดาวคู่ ถือว่าเป็นดาวเคราะห์ของทั้งดาว A และ B

ภาพดาวเคราะห์ PSR B1620-26 b ในจินตนาการศิลปิน เป็นดาวเคราะห์รอบดาวคู่ดวงแรกที่ได้รับการยืนยัน

แม้ว่าดาวฤกษ์หลายดวงอาจอยู่ในระบบเดียวกันได้ แต่วงโคจรของดาวเคราะห์ที่โคจรรอบระบบที่มีดาวฤกษ์ 3 ดวงขึ้นไปนั้นจะไม่เสถียร ดังนั้นจึงมีเพียงระบบที่มีดาวฤกษ์ 2 ดวงเท่านั้นที่สามารถมีดาวเคราะห์โคจรรอบอยู่ได้อย่างเสถียร (ระบบดาวสามดวง เคยถูกสงสัยว่าอาจมีดาวเคราะห์ แต่ก็ไม่ได้รับการยืนยัน)

ปัจจุบันได้มีการค้นพบดาวเคราะห์รอบดาวคู่แล้วหลักสิบดวง แต่การประมาณการจากข้อมูลเชิงสังเกตการณ์ในปี 2012 บ่งชี้ว่าอาจมีดาวเคราะห์รอบดาวคู่อย่างน้อยหลายล้านดวงในดาราจักรทางช้างเผือก

การสังเกตการณ์และการค้นพบ

ดาวเคราะห์ที่ได้รับการยืนยันแล้ว

ระบบดาวคู่ดวงแรกที่ค้นพบดาวเคราะห์ในวงโคจรคือระบบ ซึ่งเป็นระบบที่ประกอบไปด้วยพัลซาร์มิลลิวินาทีและดาวแคระขาว อยู่ในกระจุกดาวทรงกลม M4 มีรายงานวัตถุชิ้นที่ 3 ที่โคจรรอบดาวคู่ดวงนี้เป็นครั้งแรกในปี 1993 และหลังจากการสังเกตการณ์เป็นเวลา 5 ปีจึงพบว่าน่าจะเป็นดาวเคราะห์ ในปี 2003 ได้มีงานวิจัยตีพิมพ์ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีมวล 2.5 เท่าของดาวพฤหัสบดี และโคจรเป็นวงกลมเกือบสมบูรณ์แบบโดยมีแกนกึ่งหลัก เท่ากับ 23 au

ในปี 2008 มีรายงานการค้นพบดาวเคราะห์ 2 ดวงอยู่รอบระบบดาวคู่ ซึ่งประกอบขึ้นจากและดาวแคระแดง ดาวเคราะห์ดวงในของระบบนี้มีมวลขั้นต่ำ 8.47 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี ดาวเคราะห์ดวงนอกมีมวล 19.23 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี และมีคาบการโคจร 9 และ 16 ปีตามลำดับ แม้ว่าดาวดวงนอกจะถูกจัดประเภทเป็นดาวแคระน้ำตาลตามคำจำกัดความตามมวลของมัน แต่ทางคณะวิจัยที่เป็นผู้ค้นพบเชื่อว่าดาวดวงนี้ก่อตัวขึ้นในจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดเหมือนกับดาวเคราะห์ โดยวิเคราะห์จากสมบัติของวงโคจร เชื่อกันว่าดาวเคราะห์เหล่านี้เดิมทีเป็นวัตถุมวลน้อยแต่มีมวลเพิ่มขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ปฐมภูมิของระบบกลายเป็นดาวยักษ์แดงและสูญเสียมวล

ในปี 2011 ได้มีการค้นพบดาวเคราะห์ Kepler-16b ที่โคจรรอบดาวฤกษ์ 2 ดวงโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ระบบนี้เดิมทีถูกคาดการณ์ว่าเป็นระบบดาวคู่อุปราคาอย่างง่าย แต่กลับพบว่าแสงลดลงแม้ไม่ได้ถูกบดบัง จึงมองว่ามีความเป็นไปได้ที่จะมีดาวดวงที่ 3 ต่อมาจึงได้มีการค้นพบดาวเคราะห์คล้ายดาวเสาร์ซึ่งมีคาบการโคจร 229 วัน

ในปี 2012 มีการค้นพบดาวเคราะห์ 2 ดวง และ ที่โคจรรอบดาวคู่

ในปี 2016 ได้ค้นพบดาวเคราะห์ดวงหนึ่งชื่อ โคจรรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ 2 ดวงชื่อ จากการสังเกตการณ์ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ดาวเคราะห์ดวงนี้มีขนาดใหญ่ที่สุดในบรรดาดาวเคราะห์รอบดาวคู่ที่มีการค้นพบมาเท่าที่ทราบขนาด นอกจากนี้วงโคจรยังตั้งอยู่ใน เขตอาศัยได้

การสังเกตการณ์อื่น ๆ

จานฝุ่นล้อมรอบระบบดาวคู่ HD 98800 B ภาพในจินตนาการโดยศิลปินที่มีต่อระบบเลขฐานสอง ถ้าหลังเป็นระบบ HD 98800 A ซึ่งอยู่ข้างเคียง ประกอบรวมกันเป็นระบบดาว 4 ดวง

ในปี 1999 มีรายงานว่ามีการค้นพบดาวเคราะห์ดวงหนึ่งใน ซึ่งเป็นระบบดาวคู่โดยวิธีการไมโครเลนส์ของแรงโน้มถ่วง เดิมทีคาดกันว่าดาวเคราะห์ดวงนี้โคจรอยู่ไกลจากดาวคู่ แต่จากผลการสังเกตการณ์พบว่าสามารถอธิบายได้เพียงพอด้วยการเคลื่อนที่ของตัวดาวคู่นั้นเอง ดังนั้นรายงานที่ว่ามีดาวเคราะห์อยู่จึงถูกปัดตกไป

ระบบดาวคู่ ก็เป็นอีกระบบที่สงสัยกันว่าอาจมีดาวเคราะห์อยู่ ได้มีการสังเกตการณ์ค้นหาอยู่หลายครั้ง การสังเกตโดยวิธีการตรวจจับการเคลื่อนผ่านได้ตั้งสมมติฐานการมีอยู่ของดาวเคราะห์หลายดวง แต่ไม่ได้ให้การยืนยัน และท้ายที่สุดก็ถอดถอนรายชื่อวัตถุต้องสงสัยเป็นดาวเคราะห์ทั้งหมดออก หลังจากนั้นยังได้มีการใช้วิธีการจับความผันผวนของคาบการบดบังเนื่องจากการเคลื่อนที่ของระบบดาวคู่ภายใต้อิทธิพลของดาวเคราะห์ แต่ในปี 2009 ดาวเคราะห์ดวงนี้ก็ไม่ได้รับการยืนยัน อย่างไรก็ตาม เนื่องจากวงโคจรของดาวคู่ไม่ได้มีความเยื้องศูนย์กลางเป็น 0 โดยสมบูรณ์ จึงยังมีความเป็นไปได้ที่จะมีดาวเคราะห์ยักษ์หรือดาวแคระน้ำตาลอยู่นอกดาวคู่ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้วงโคจรของดาวคู่เป็นวงรี

แม้ว่าจะมีการสังเกตดาวเคราะห์รอบดาวคู่แค่เพียงเล็กน้อย แต่ได้มีการค้นพบจานรอบดาวคู่ที่บอกถึงการก่อตัวของดาวเคราะห์รอบดาวคู่นั้นในระบบดาวคู่หลายระบบ และถือว่าพบได้ทั่วไปในระบบดาวคู่ที่มีกึ่งแกนเอกของวงโคจรระหว่างดาวเป็น 3 au ลงมา ตัวอย่างเช่น ในระบบดาวหลายดวง ซึ่งประกอบด้วยระบบดาวคู่ 2 ระบบที่แยกจากกันที่ระยะทาง 67.6 au รวมเป็นระบบดาว 4 ดวง ได้มีการค้นพบและพบจานฝุ่นอยู่รอบ ๆ ระบบหนึ่งในนั้น คือระบบ HD 98800 B ซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์ที่มีมวล 0.699 และ 0.582 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ระยะห่าง 0.98 au ความเยื้องศูนย์ของวงโคจร 0.785 แผ่นจานถูกทำให้บิดเบี้ยวเสียรูปโดย HD 98800 B ซึ่งมีความเยื้องศูนย์กลางวงโคจรมาก และมีโครงสร้างที่ซับซ้อนโดยเอียงเกือบตั้งฉากกับระนาบวงโคจรของดาว 2 ดวง ในขณะเดียวกัน อีกระบบหนึ่งคือ HD 98800 A นั้นกลับไม่มีการค้นพบฝุ่นจำนวนมาก

อ้างอิง

1. Holman, Matthew J.; Wiegert, Paul A. (1999). "Long-Term Stability of Planets in Binary Systems". The Astronomical Journal. 117 (1): 621–628. :astro-ph/9809315. Bibcode:1999AJ....117..621H. doi:10.1086/300695.
2. Eggenberger, A.; และคณะ (May 2007). "No evidence of a hot Jupiter around HD 188753 A". Astronomy and Astrophysics. 466 (3): 1179–1183. :astro-ph/0702574. Bibcode:2007A&A...466.1179E. doi:10.1051/0004-6361:20066835. S2CID 15308737.
3. "銀河系には数百万の周連星惑星が存在？". ナショナルジオグラフィック日本版. 2012-01-11. สืบค้นเมื่อ 2019-02-13.
4. Backer, D. C. (1993). "A pulsar timing tutorial and NRAO Green Bank observations of PSR 1257+12". In: Planets around pulsars; Proceedings of the Conference, California Inst. of Technology, Pasadena, Apr. 30-May 1, 1992: 11–18. Bibcode:1993ASPC...36...11B.
5. Thorsett, S. E.; Arzoumanian, Z.; Taylor, J. H. (2003). "PSR B1620-26 - A binary radio pulsar with a planetary companion". . 412 (1): L33–L36. doi:10.1086/186933.
6. Sigurðsson, Steinn; Richer, Harvey B.; Hansen, Brad M.; Stairs, Ingrid H.; Thorsett, Stephen E. (2003). "A Young White Dwarf Companion to Pulsar B1620-26: Evidence for Early Planet Formation". . 301 (5630): 193–196. :astro-ph/0307339. Bibcode:2003Sci...301..193S. doi:10.1126/science.1086326. PMID 12855802.
7. "Defintion of a "Planet"". Working Group on Extrasolar Planets,. 国際天文学連合. 2003-02-28. สืบค้นเมื่อ 2009-12-18.{{}}: CS1 maint: extra punctuation ()
8. Lee, Jae Woo; Kim, Seung-Lee; Kim, Chun-Hwey; Koch, Robert H.; Lee, Chung-Uk; Kim, Ho-Il; Park, Jang-Ho (2009). "The sdB+M Eclipsing System HW Virginis and its Circumbinary Planets". The Astronomical Journal. 137 (2): 3181–3190. :0811.3807. Bibcode:2009AJ....137.3181L. doi:10.1088/0004-6256/137/2/3181.
9. “太陽”が2つある土星型の系外惑星
10. Kostov, Veselin B.; Orosz, Jerome A.; Welsh, William F.; Doyle, Laurance R.; Fabrycky, Daniel C.; Haghighipour, Nader; Quarles, Billy; Short, Donald R.; Cochran, William D. (2015). "Kepler-1647b: the largest and longest-period Kepler transiting circumbinary planet". The Astrophysical Journal. 827 (1): 86. :1512.00189. Bibcode:2016ApJ...827...86K. doi:10.3847/0004-637X/827/1/86.
11. Bennett, D. P.; Rhie, S. H.; Becker, A. C.; Butler, N.; Dann, J.; Kaspi, S.; Leibowitz, E. M.; Lipkin, Y.; Maoz, D.; Mendelson, H.; Peterson, B. A. (1999). "Discovery of a planet orbiting a binary star system from gravitational microlensing". (Submitted manuscript). 402 (6757): 57–59. :astro-ph/9908038. Bibcode:1999Natur.402...57B. doi:10.1038/46990.
12. Albrow, M. D. (2000). "Detection of Rotation in a Binary Microlens: PLANET Photometry of MACHO 97-BLG-41". The Astrophysical Journal. 534 (2): 894–906. doi:10.1086/308798.
13. "The TEP network". The TEP network. สืบค้นเมื่อ 2009-12-18.
14. Doyle, Laurance R.; Deeg, Hans J.; Kozhevnikov, Valerij P.; Oetiker, Brian; Martín, Eduardo L.; Blue, J. Ellen; Rottler, Lee; Stone, Remington P. S.; Ninkov, Zoran; Jenkins, Jon M.; Schneider, Jean (2000). "Observational Limits on Terrestrial-sized Inner Planets around the CM Draconis System Using the Photometric Transit Method with a Matched-Filter Algorithm". The Astrophysical Journal. 535 (1): 338–349. :astro-ph/0001177. Bibcode:2000ApJ...535..338D. doi:10.1086/308830.
15. Morales, Juan Carlos; Ribas, Ignasi; Jordi, Carme; Torres, Guillermo; Gallardo, José; Guinan, Edward F.; Charbonneau, David; Wolf, Marek; Latham, David W.; Anglada-Escudé, Guillem; Bradstreet, David H. (2009). "Absolute Properties of the Low-Mass Eclipsing Binary CM Draconis". The Astrophysical Journal. 691 (2): 1400–1411. :0810.1541. Bibcode:2009ApJ...691.1400M. doi:10.1088/0004-637X/691/2/1400.
16. "Worlds with Double Sunsets Common". Space.com. 2007-03-29. สืบค้นเมื่อ 2009-12-18.
17. Trilling, D. E.; Stansberry, J. A.; Stapelfeldt, K. R.; Rieke, G. H.; Su, K. Y. L.; Gray, R. O.; Corbally, C. J.; Bryden, G.; Chen, C. H.; Boden, A.; Beichman, C. A. (2007). "Debris disks in main-sequence binary systems". The Astrophysical Journal. 658 (2): 1264–1288. :astro-ph/0612029. Bibcode:2007ApJ...658.1289T. doi:10.1086/511668.
18. Boden, Andrew F.; Sargent, Anneila I.; Akeson, Rachel L.; Carpenter, John M.; Torres, Guillermo; Latham, David W.; Soderblom, David R.; Nelan, Ed; Franz, Otto G.; Wasserman, Lawrence H. (2005). "Dynamical Masses for Low‐Mass Pre–Main‐Sequence Stars: A Preliminary Physical Orbit for HD 98800 B". The Astrophysical Journal. 635: 442. :astro-ph/0508331. Bibcode:2005ApJ...635..442B. doi:10.1086/497328.
19. Akeson, R. L.; Rice, W. K. M.; Boden, A. F.; Sargent, A. I.; Carpenter, J. M.; Bryden, G. (2007). "The Circumbinary Disk of HD 98800B: Evidence for Disk Warping". The Astrophysical Journal. 670 (2): 1240–1246. :0708.2390. Bibcode:2007ApJ...670.1240A. doi:10.1086/522579.
20. Verrier, P. E.; Evans, N. W. (2008). "HD 98800: a most unusual debris disc". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 390 (4): 1377–1387. :0807.5105. Bibcode:2008MNRAS.390.1377V. doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13854.x.
21. Grant M. Kennedy; Luca Matrà; Stefano Facchini; Julien Milli; Olja Panić; Daniel Price; Mark C. Wyatt; Ben M. Yelverton (2019). "A circumbinary protoplanetary disk in a polar configuration". Nature. :1901.05018.
22. Prato, L.; Ghez, A. M.; Piña, R. K.; Telesco, C. M.; Fisher, R. S.; Wizinowich, P.; Lai, O.; Acton, D. S.; Stomski, P. (2001). "Keck Diffraction-limited Imaging of the Young Quadruple Star System HD 98800". The Astrophysical Journal. 549 (1): 590–598. :astro-ph/0011135. Bibcode:2001ApJ...549..590P. doi:10.1086/319061.