ดาวเคราะห์คโธเนียน

ดาวเคราะห์คโทเนียน (อังกฤษ: chthonian planet หรือ ctonian-) เป็นกลุ่มวัตถุท้องฟ้าในสมมุติฐานประเภทหนึ่ง ซึ่งเชื่อว่าเกิดจากกระบวนการที่ชั้นบรรยากาศของดาวแก๊สยักษ์ ซึ่งประกอบด้วยไฮโดรเจนและฮีเลียม ถูกลอกออกไปด้วยกระบวนการที่เรียกว่าการหลบหนีเชิงอุทกพลศาสตร์ (hydrodynamic escape) โดยกระบวนการดังกล่าวมักเกิดขึ้นจากการที่ดาวเคราะห์โคจรอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์มากเกินไป ส่งผลให้ชั้นบรรยากาศภายนอกถูกพัดพาออกสู่อวกาศ ในท้ายที่สุดแล้วนั้นจะเหลือเพียงแกนกลางของดาวเคราะห์ซึ่งมีลักษณะเป็นหินหรือโลหะ และอาจคล้ายคลึงกับดาวเคราะห์หิน (terrestrial planet) ในหลายแง่มุม

 ศัพทมูลวิทยา 
คำว่า Chthon นั้นมาจากภาษากรีก Χθών ซึ่งมีความหมายว่า “พื้นพิภพ” หรือ “ผืนดิน” ส่วนคำว่า chthonian ได้รับการบัญญัติขึ้นโดยนักดาราศาสตร์นามว่ากิโยม เอบราร์ (Guillaume Hébrard) และคณะ โดยทั่วไปคำนี้ใช้ในการอ้างถึงเทพเจ้ากรีกโบราณที่สถิตอยู่ใต้พิภพ หรือที่เรียกว่าเทพเจ้าใต้พิภพ (chthonic deities) ซึ่งมีความเกี่ยวข้องกับโลกใต้ดินและมิติอันลึกลับ

 ตัวอย่างที่อาจเป็นไปได้ 
การวัดค่าความแปรผันของเวลาการเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ (transit-timing variation) ได้แสดงให้เห็นว่า ตัวอย่างดาวเคราะห์นอกระบบเช่น เคปเลอร์-52บี (Kepler-52b), เคปเลอร์-52ซี (Kepler-52c) และเคปเลอร์-57บี (Kepler-57b) อาจมีมวลสูงสุดอยู่ระหว่าง 30 ถึง 100 เท่าของมวลโลก (แม้ว่ามวลที่แท้จริงอาจต่ำกว่านี้มาก) โดยมีรัศมีประมาณสองเท่าของรัศมีโลก ดังนั้นจึงอาจมีความหนาแน่นมากกว่าดาวเคราะห์ที่มีองค์ประกอบเป็นเหล็กทั้งหมดในขนาดเดียวกัน ดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้โคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์ของตนอย่างยิ่ง และอาจเป็นแกนกลางที่เหลืออยู่ของดาวแก๊สยักษ์หรือดาวแคระน้ำตาลที่ระเหยไปแล้ว หากแกนกลางเหล่านี้มีมวลมากเพียงพอ พวกมันอาจคงสภาพการถูกบีบอัดไว้ได้ยาวนานนับพันล้านปี แม้จะสูญเสียมวลของชั้นบรรยากาศไปแล้วก็ตามถ

Mocquet, A.; Grasset, O. and Sotin, C. (2013) Super-dense remnants of gas giant exoplanets, EPSC Abstracts, Vol. 8, EPSC2013-986-1, European Planetary Science Congress 2013 

เนื่องจากยังไม่มีข้อมูลของดาวเคราะห์นอกระบบประเภท “ซูเปอร์เอิร์ธร้อนที่อุดมไปด้วยแก๊ส” (gaseous hot super-Earths) ซึ่งมีรัศมีระหว่าง 2.2 ถึง 3.8 เท่าของรัศมีโลก และได้รับพลังงานจากดาวฤกษ์มากกว่า 650 เท่าของโลก จึงมีการตั้งสมมติฐานว่า ดาวเคราะห์นอกระบบที่มีรัศมีต่ำกว่าช่วงดังกล่าวและได้รับพลังงานจากดาวฤกษ์ในระดับเดียวกัน อาจเคยมีชั้นบรรยากาศที่ถูกลอกออกไปแล้วโดยกระบวนการระเหยด้วยแสง (photoevaporation)

 เอชดี 209458 บี 
เอชดี 209458 บี (HD 209458 b) เป็นตัวอย่างของดาวแก๊สยักษ์ที่กำลังอยู่ในกระบวนการสูญเสียชั้นบรรยากาศของตน โดยแม้ว่าจะเกิดกระบวนการลอกชั้นบรรยากาศขึ้นแล้วก็ตาม แต่ดาวเคราะห์ดวงนี้จะยังไม่กลายเป็นดาวเคราะห์คโธเนียนในช่วงเวลาอีกหลายพันล้านปีข้างหน้า หรืออาจไม่เกิดขึ้นเลยก็เป็นได้ กรณีที่คล้ายกันคือดาวเคราะห์กลีเซอ 436 บี (Gliese 436 b) ซึ่งได้สูญเสียชั้นบรรยากาศไปแล้วประมาณ 10%

 โครอต-7บี 
โครอต-7บี (CoRoT-7b) เป็นดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่ถูกค้นพบว่าอาจเป็นดาวเคราะห์คโธเนียน"Exoplanets Exposed to the Core". Astrobiology Magazine. 2009-04-25. Archived from the original on 2018-01-07. Retrieved 2018-01-07. อย่างไรก็ตาม นักวิจัยบางกลุ่มได้โต้แย้งแนวคิดนี้ โดยสรุปว่าดาวโครอต-7บีน่าจะเป็นดาวเคราะห์หินมาโดยตลอด มิใช่แกนกลางที่ถูกกัดกร่อนของดาวแก๊สยักษ์หรือดาวน้ำแข็งยักษ์Odert, P. (2010). "Thermal mass-loss of exoplanets in close orbits" (PDF). EPSC Abstracts. 5: 582. Bibcode:2010epsc.conf..582O. ทั้งนี้เนื่องจากระบบดาวนี้ยังคงมีอายุน้อย

 ทีโอไอ-849บี 
ในปี ค.ศ. 2020 มีการค้นพบดาวเคราะห์ที่มีความหนาแน่นสูงและมีมวลมากกว่าดาวเนปจูน ซึ่งโคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์แม่ของตนเป็นอย่างมาก ภายในบริเวณที่เรียกว่าเขตทะเลทรายเนปจูน (Neptunian desert) ดาวเคราะห์ดวงนี้มีชื่อว่าทีโอไอ-849 บี (TOI-849 b) และมีความเป็นไปได้สูงที่จะเป็นดาวเคราะห์คโธเนียน

 ดูเพิ่มเติม 

 โครอต-7บี
 ดาวพฤหัสบดีร้อน
 ดาวเคราะห์พัลซาร์
 วัตถุทางดาราศาสตร์ในสมมติฐาน
 เคปเลอร์-70
 ดาวมินิเนปจูน
 ซูเปอร์เอิร์ธ
 เคลท์-9บี

 อ้างอิง