ความรู้ในสาขาวิชาวิทยาศาตร์

ลำดับตอนที่ #6 : ระบบสุริยะมหึมา

ระบบสุริยะมหึมา  
กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่าได้พบดาวฤกษ์ยักษ์มหึมา(hypergiant) ถูกล้อมรอบดวยดิสก์ที่อาจจะเป็นดิสก์ฝุ่นที่ก่อตัวดาวเคราะห์ การค้นพบนี้สร้างความประหลาดให้กับนักดาราศาสตร์เนื่องจากดาวฤกษ์นั้นใหญ่จนคิดว่าไม่สามารถมีดาวเคราะห์อยู่ได้

 
ภาพแสดงหนึ่งในระบบดาวรอบดาวยักษ์มหึมาเปรียบเทียบกับขนาดของระบบสุริยะของเรา โดยที่ดวงอาทิตย์ของเราและดาวเคราะห์ไม่ได้อยู่ในอัตราส่วนที่ถูกต้อง

     Joel Kastner จากสถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์ในนิวยอร์ค กล่าวว่า ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มหึมาเหล่านี้จะร้อนและสว่าง และมีลมดวงดาวที่รุนแรงมาก ทำให้การสร้างดาวเคราะห์เป็นไปได้ยาก ข้อมูลของพวกเราบอกว่ากระบวนการสร้างดาวเคราะห์อาจจะยากกว่าที่เคยเชื่อกันมา รอบๆ ดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดที่ธรรมชาติจะสร้างได้ Kastner เป็นผู้เขียนรายงานที่เผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters ฉบับวันที่ 10 กุมภาพันธ์
     มีความคิดว่าดิสก์ฝุ่นรอบดาวเป็นสัญญาณแสดงการมีอยู่หรืออาจจะมีระบบดาวเคราะห์ในอนาคต ดวงอาทิตย์ของเราเองก็มีดิสก์บางๆ ของซากดาวเคราะห์โคจรอยู่ซึ่งเรียกว่า แถบไคเปอร์ ซึ่งรวมฝุ่น, ดาวหาง และวัตถุขนาดใหญ่กว่านั้นที่คล้ายคลึงกับพลูโต
      ปีที่แล้ว นักดาราศาสตร์ใช้สปิตเซอร์รายงานการค้นพบดิสก์ฝุ่นแห่งหนึ่งรอบดาวฤกษ์แท้ง หรือดาวแคระน้ำตาล ซึ่งมีมวลเพียงแปดส่วนในพันส่วนของดวงอาทิตย์ เคยพบดิสก์เช่นนี้รอบดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 5 เท่า ผลสรุปใหม่จากสปิตเซอร์ขยายช่วงของดาวฤกษ์ที่จะพบดิสก์ไปจนถึงช่วง”ใหญ่เป็นพิเศษ” กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดได้ตรวจจับฝุ่นจำนวนมหาศาลรอบดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ 2 ดวงคือ R66 และ R126 ซึ่งอยู่ในกาแลคซีที่ใกล้ทางช้างเผือกมากที่สุดคือ เมฆแมกเจลแลนใหญ่(Large Magellanic Cloud) ที่เรียกว่ายักษ์มหึมา ก็เพราะดาวฤกษ์ร้อนแรงนี้จัดอยู่ในดาวฤกษ์ประเภทที่ใหญ่มากที่สุดซึ่งเรียกว่า ดาวประเภท O พวกมันมีมวล 30 และ 70 เท่าดวงอาทิตย์ตามลำดับ ถ้าดาวยักษ์มหึมาแทนที่ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์วงในทั้งหมดรวมทั้งโลก จะอยู่ภายในอาณาบริเวณของดาวนี้
       นักดาราศาสตร์ประเมินว่าดิสก์ของดาวเหล่านี้ค่อนข้างอ้วน ขยายไปจนกินวงโคจรประมาณ 60 เท่าของระยะทางของพลูโตรอบดวงอาทิตย์ ดิสก์อาจจะเต็มไปด้วยมวลมากถึงสิบเท่าของที่มีในแถบไคเปอร์ Kastner และเพื่อนร่วมงานบอกว่าโครงสร้างฝุ่นอาจจะเป็นขั้นแรกหรือขั้นสุดท้ายของกระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์ ถ้าเป็นกรณีหลัง ดิสก์นี้ก็อาจจะเป็นแถบไคเปอร์รูปแบบที่ใหญ่กว่า Kastner กล่าวว่า ดิสก์เหล่านี้อาจจะเต็มไปด้วยดาวหางและวัตถุขนาดใหญ่กว่าอื่นๆ ที่เรียกว่าตัวอ่อนดาวเคราะห์(planetesimal) อาจจะคิดว่าเป็นแถบไคเปอร์แบบที่เร่งโด๊ป
      สปิตเซอร์ตรวจจับดิสก์ในระหว่างการสำรวจดาวฤกษ์สว่าง 60 ดวงที่คิดว่าถูกห่อหุ้มด้วยรังฝุ่น(cocoon) ทรงกลม สำหรับ R66 และ R126 ปรากฏออกมาเหมือนนิ้วที่เป่งบวม เนื่องจากสัญญาณแสงของพวกมันหรือสเปคตรัม บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของดิสก์แบน เขาและทีมเชื่อว่าดิสก์เหล่านี้หมุนวนรอบดาวยักษ์มหึมา แต่พวกเขาบอกว่าเป็นไปได้ว่าดิสก์ขนาดใหญ่มากนั้นอาจจะโคจรรอบดาวข้างเคียงขนาดเล็กกว่าซึ่งมองไม่เห็น
       การจับตาดูฝุ่นในดิสก์เผยให้เห็นการมีอยู่ของวัตถุดิบสร้างดาวเคราะห์ที่คล้ายทรายซึ่งเรียกว่าซิลิเกต ในขณะเดียวกัน ดิสก์รอบ R66 ก็แสดงสัญญาณฝุ่นที่เกาะตัวในรูปแบบของผลึกซิลิเกต และเม็ดฝุ่นที่มีขนาดใหญ่กว่านั้น กลุ่มฝุ่นอาจจะเป็นย่างก้าวที่สำคัญในการสร้างดาวเคราะห์
        ดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่อย่าง R66 และ R126 จะมีชีวิตอยู่ไม่นานนัก พวกมันจะเผาไหม้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทั้งหมดของมันภายในเวลาเพียงไม่กี่ล้านปี และจะระเบิดออกกลายเป็นซุปเปอร์โนวา ช่วงชีวิตที่สั้นจะทำให้ดาวเคราะห์มีเวลาไม่มากนัก หรือแม้กระทั่งให้ชีวิตอุบัติขึ้น ดาวเคราะห์อื่นๆ ก็อาจจะถูกทำลายเมื่อดาวฤกษ์ระเบิด Charles Beichman นักดาราศาสตร์จาก JPL ของนาซ่า กล่าวว่า เราไม่ทราบว่าถ้าดาวเคราะห์อย่างที่มีในระบบของเราจะสามารถก่อตัวในสภาพแวดล้อมที่มีพลวัติสูงรอบดาวฤกษ์มวลมากได้หรือไม่ แต่ถ้าได้ ดาวเคราะห์ก็จะมีแบบสั้นๆ

     Joel Kastner จากสถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์ในนิวยอร์ค กล่าวว่า ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่มหึมาเหล่านี้จะร้อนและสว่าง และมีลมดวงดาวที่รุนแรงมาก ทำให้การสร้างดาวเคราะห์เป็นไปได้ยาก ข้อมูลของพวกเราบอกว่ากระบวนการสร้างดาวเคราะห์อาจจะยากกว่าที่เคยเชื่อกันมา รอบๆ ดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดที่ธรรมชาติจะสร้างได้ Kastner เป็นผู้เขียนรายงานที่เผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters ฉบับวันที่ 10 กุมภาพันธ์
     มีความคิดว่าดิสก์ฝุ่นรอบดาวเป็นสัญญาณแสดงการมีอยู่หรืออาจจะมีระบบดาวเคราะห์ในอนาคต ดวงอาทิตย์ของเราเองก็มีดิสก์บางๆ ของซากดาวเคราะห์โคจรอยู่ซึ่งเรียกว่า แถบไคเปอร์ ซึ่งรวมฝุ่น, ดาวหาง และวัตถุขนาดใหญ่กว่านั้นที่คล้ายคลึงกับพลูโต
      ปีที่แล้ว นักดาราศาสตร์ใช้สปิตเซอร์รายงานการค้นพบดิสก์ฝุ่นแห่งหนึ่งรอบดาวฤกษ์แท้ง หรือดาวแคระน้ำตาล ซึ่งมีมวลเพียงแปดส่วนในพันส่วนของดวงอาทิตย์ เคยพบดิสก์เช่นนี้รอบดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 5 เท่า ผลสรุปใหม่จากสปิตเซอร์ขยายช่วงของดาวฤกษ์ที่จะพบดิสก์ไปจนถึงช่วง”ใหญ่เป็นพิเศษ” กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดได้ตรวจจับฝุ่นจำนวนมหาศาลรอบดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ 2 ดวงคือ R66 และ R126 ซึ่งอยู่ในกาแลคซีที่ใกล้ทางช้างเผือกมากที่สุดคือ เมฆแมกเจลแลนใหญ่(Large Magellanic Cloud) ที่เรียกว่ายักษ์มหึมา ก็เพราะดาวฤกษ์ร้อนแรงนี้จัดอยู่ในดาวฤกษ์ประเภทที่ใหญ่มากที่สุดซึ่งเรียกว่า ดาวประเภท O พวกมันมีมวล 30 และ 70 เท่าดวงอาทิตย์ตามลำดับ ถ้าดาวยักษ์มหึมาแทนที่ตำแหน่งของดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา ดาวเคราะห์วงในทั้งหมดรวมทั้งโลก จะอยู่ภายในอาณาบริเวณของดาวนี้
       นักดาราศาสตร์ประเมินว่าดิสก์ของดาวเหล่านี้ค่อนข้างอ้วน ขยายไปจนกินวงโคจรประมาณ 60 เท่าของระยะทางของพลูโตรอบดวงอาทิตย์ ดิสก์อาจจะเต็มไปด้วยมวลมากถึงสิบเท่าของที่มีในแถบไคเปอร์ Kastner และเพื่อนร่วมงานบอกว่าโครงสร้างฝุ่นอาจจะเป็นขั้นแรกหรือขั้นสุดท้ายของกระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์ ถ้าเป็นกรณีหลัง ดิสก์นี้ก็อาจจะเป็นแถบไคเปอร์รูปแบบที่ใหญ่กว่า Kastner กล่าวว่า ดิสก์เหล่านี้อาจจะเต็มไปด้วยดาวหางและวัตถุขนาดใหญ่กว่าอื่นๆ ที่เรียกว่าตัวอ่อนดาวเคราะห์(planetesimal) อาจจะคิดว่าเป็นแถบไคเปอร์แบบที่เร่งโด๊ป
      สปิตเซอร์ตรวจจับดิสก์ในระหว่างการสำรวจดาวฤกษ์สว่าง 60 ดวงที่คิดว่าถูกห่อหุ้มด้วยรังฝุ่น(cocoon) ทรงกลม สำหรับ R66 และ R126 ปรากฏออกมาเหมือนนิ้วที่เป่งบวม เนื่องจากสัญญาณแสงของพวกมันหรือสเปคตรัม บ่งชี้ถึงการมีอยู่ของดิสก์แบน เขาและทีมเชื่อว่าดิสก์เหล่านี้หมุนวนรอบดาวยักษ์มหึมา แต่พวกเขาบอกว่าเป็นไปได้ว่าดิสก์ขนาดใหญ่มากนั้นอาจจะโคจรรอบดาวข้างเคียงขนาดเล็กกว่าซึ่งมองไม่เห็น
       การจับตาดูฝุ่นในดิสก์เผยให้เห็นการมีอยู่ของวัตถุดิบสร้างดาวเคราะห์ที่คล้ายทรายซึ่งเรียกว่าซิลิเกต ในขณะเดียวกัน ดิสก์รอบ R66 ก็แสดงสัญญาณฝุ่นที่เกาะตัวในรูปแบบของผลึกซิลิเกต และเม็ดฝุ่นที่มีขนาดใหญ่กว่านั้น กลุ่มฝุ่นอาจจะเป็นย่างก้าวที่สำคัญในการสร้างดาวเคราะห์
        ดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่อย่าง R66 และ R126 จะมีชีวิตอยู่ไม่นานนัก พวกมันจะเผาไหม้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ทั้งหมดของมันภายในเวลาเพียงไม่กี่ล้านปี และจะระเบิดออกกลายเป็นซุปเปอร์โนวา ช่วงชีวิตที่สั้นจะทำให้ดาวเคราะห์มีเวลาไม่มากนัก หรือแม้กระทั่งให้ชีวิตอุบัติขึ้น ดาวเคราะห์อื่นๆ ก็อาจจะถูกทำลายเมื่อดาวฤกษ์ระเบิด Charles Beichman นักดาราศาสตร์จาก JPL ของนาซ่า กล่าวว่า เราไม่ทราบว่าถ้าดาวเคราะห์อย่างที่มีในระบบของเราจะสามารถก่อตัวในสภาพแวดล้อมที่มีพลวัติสูงรอบดาวฤกษ์มวลมากได้หรือไม่ แต่ถ้าได้ ดาวเคราะห์ก็จะมีแบบสั้นๆ