อะไรจะเกิดกับโลก ถ้ามีดาวฤกษ์พเนจรผ่านเข้ามาใกล้
ดาวฤกษ์นั้นยึดเกาะด้วยแรงโน้มถ่วงกับกาแลคซีต้นสังกัดของพวกมัน และเคลื่อนที่อย่างเป็นระเบียบ แต่บางครั้งก็มีบางสิ่งที่ทำลายพันธะนี้ ยกตัวอย่างเช่น ถ้ามีดาวฤกษ์สักดวงเข้าใกล้หลุมดำมวลมหาศาลมากเกินไป หลุมดำก็จะผลักดาวออกสู่อวกาศกลายเป็นดาวพเนจร
แล้วอะไรจะเกิดขึ้นกับโลกถ้ามีนักเดินทางเหล่านี้ผ่านเข้ามาใกล้เกินไป นี่ไม่ใช่สิ่งที่มีโอกาสเกิดขึ้นได้มากแต่ก็ไม่ใช่ว่าเป็นไปไม่ได้ซะทีเดียว หลังจากเวลาผ่านไปหลายพันล้านปี ระบบสุริยะของเราพัฒนากลายเป็นระบบระเบียบที่ทำนายล่วงหน้าได้ ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ไปพร้อมกับระบบ ดวงอาทิตย์เองก็อยู่ใจกลางระบบ
แต่ถ้ามีดาวฤกษ์อื่นเข้ามาใกล้เกินไป แรงโน้มถ่วงที่มองไม่เห็นจะทำให้ทุกๆ สิ่งที่เป็นระเบียบต้องพังลง โลกเองเป็นดาวเคราะห์ดวงน้อย ซึ่งมีมวลเพียงสามส่วนในหนึ่งล้านส่วนของมวลดวงอาทิตย์ ดาวเคราะห์ของเราอยู่ภายใต้ความอารักขาของดวงอาทิตย์และแรงโน้มถ่วงของมัน และถ้ามีดาวอื่นมาแทรกขวางการเรียงตัวอย่างดิบดีนี้ โลกก็จะพบกับความปั่นป่วนอย่างรุนแรง
รายงานฉบับใหม่ตรวจสอบว่าอะไรจะเกิดขึ้นถ้ามีดาวพเนจรดวงหนึ่งผ่านเข้ามาภายในระยะทาง 100 เท่าระยะทางจากโลกถึงดวงอาทิตย์(100 au) จากดวงอาทิตย์
รายงานซึ่งมีชื่อเรื่องว่า Future Trajectories of the solar system: dynamical simulations of stellar encounters within 100 au เผยแพร่บนเวบก่อนตีพิมพ์ arXiv และจะเผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ผู้เขียนนำคือ Sean Raymond นักดาราศาสตร์ที่ห้องทดลองดาราศาสตร์ฟิสิกส์ บอร์โดซ์ ฝรั่งเศส, ศูนย์เพื่อการวิจัยทางวิทยาศาสตร์แห่งชาติ(CNRS) และมหาวิทยาลัยแห่งบอร์โดซ์
Kappa Cassiopeiae ดาวพเนจรความเร็วสูงดวงหนึ่งซึ่งสร้างคลื่นกระแทกรูปโบว์ในภาพจากสปิตเซอร์นี้ ภาพปก ดาวฤกษ์พเนจรดวงหนึ่งที่เข้ามาในระยะทาง 100 AU จากดวงอาทิตย์น่าจะสร้างหายนะให้กับดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ
เราทราบว่าความสามารถในการทำนายความเสถียรของระบบสุริยะของเรา จะไม่ได้คงอยู่ตลอดไป เมื่อดวงอาทิตย์จะพัฒนาตัวในอีกหนึ่งพันล้านปีข้างหน้าจนสว่างมากขึ้น โลกก็จะขยับไปอยู่ใกล้ขอบในของเขตเอื้ออาศัยได้(habitable zone) ใกล้ดวงอาทิตย์อีกเล็กน้อย และสมดุลอันละเอียดอ่อนที่ช่วยให้มีน้ำของเหลวคงอยู่บนพื้นผิวโลก ก็จะถูกรบกวน และในช่วงเวลาหนึ่งพันล้านปีข้างหน้าเช่นกัน ที่มีโอกาส 1% ที่ดาวพเนจรดวงหนึ่งจะเข้ามาใกล้ จะเกิดอะไรกับโลก โลกจะถูกผลักออกจากเขตเอื้ออาศัยได้หรือไม่
โลกยังมีสภาวะพื้นผิวที่เอื้ออาศัยได้เหลืออยู่อีกราว 1 พันล้านปี ผู้เขียนเขียนไว้ นี่คือในระบบแบบปิดซึ่งระบบสุริยะของเราเป็นอย่างนั้น(อย่างน้อยก็เกือบตลอดความเป็นมา) ในขณะที่วิวัฒนาการการโคจรของดาวเคราะห์นั้นถูกกำหนดโดย secular and resonant perturbations แต่ดาวที่ผ่านเข้ามาก็มีผลต่อวงโคจรดาวเคราะห์ด้วย
ถ้ามีดาวซักดวงผ่านเข้ามาใกล้ ระบบสุริยะของเราก็จะไม่ใช่ระบบแบบปิดอีกต่อไป ดาวพเนจรเกือบทั้งหมดซึ่งก็เรียกอีกชื่อว่าดาวข้ามกาแลคซี(intergalactic stars) หรือดาวความเร็วสูงมาก(hypervelocity star) เนื่องจากเส้นทางของพวกมันจะนำพวกมันออกจากทางช้างเผือก ไม่ผ่านเข้ามาใกล้โลก ยกตัวอย่างเช่น Kappa Cassiopeiae ซึ่งอยู่ห่างออกไป 4000 ปีแสงและจะไม่เข้ามาใกล้เลย
อีกราว 675 ดวงที่นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแวนเดอบิลด์ ได้พบในปี 2012 ว่าถูกผลักออกมาหลังจากเข้าไปใกล้หลุมดำทางช้างเผือก และมีเส้นทางไม่ใกล้โลก แม้แต่ในทางช้างเผือกเอง ก็เป็นอวกาศที่เวิ้งว้างเกือบทั้งหมด และการเฉียดผ่านของดาวเกือบทั้งหมดก็ไม่เคยเข้าใกล้ระบบสุริยะอื่นๆ เลย
พูดโดยทางสถิติก็คือ การผ่านเข้าใกล้ในระยะใกล้กว่า 100 au ซึ่งน่าจะส่งผลรุนแรงต่อวงโคจรดาวเคราะห์นั้น จะเกิดขึ้นราว 1 ครั้งในทุกๆ 1 แสนล้านปี(ซึ่งก็เป็น 7 เท่าเศษของอายุปัจจุบันของเอกภพ) ในละแวกใกล้เคียงปัจจุบันในทางช้างเผือก
ภาพแสดงความน่าจะเป็นที่โลกจะอยู่รอดในวงโคจรที่เย็นกว่า/ร้อนกว่า ขึ้นอยู่กับจำนวนของดาวเคราะห์ที่เหลือรอด
แม้โอกาสจะน้อยนิดมาก แต่ก็ยังมีโอกาส เมื่อคุณพิจารณากาแลคซีโดยรวม ก็แทบจะแน่นอกว่าจะมีดาววิ่งเข้าใกล้ดาวดวงอื่นในกาแลคซีภายในระยะทาง 100 au ถ้าดาวดวงที่ว่าเป็นดวงอาทิตย์ จะเกิดอะไรขึ้นกับโลก งานวิจัยก่อนหน้านี้ได้แสดงว่า แม้แต่การรบกวนวงโคจรของเนปจูนเกิดขึ้นเพียง 0.1% ก็อาจทำให้ดาวพุธกลายเป็นลูกพินบอลกระแทกดาวศุกร์ แต่ก็ยังอาจลามมาถึงโลกและดาวอังคาร
ทีมใช้ N-body simulations เพื่อตรวจสอบสิ่งที่อาจจะเกิดขึ้นกับโลก พวกเขาเริ่มต้นด้วยดาวเคราะห์ทั้งแปดในระบบสุริยะ และเพิ่มดาวฤกษ์พเนจรเข้ามาดวงหนึ่ง โดยใช้ค่ามวลในระดับที่ใกล้เคียงกับมวลเฉลี่ยของดาวในละแวกเพื่อนบ้านของเรา และรวมถึงความเร็วสอดคล้องกับดาวเพื่อนบ้านด้วย ทีมจำลองดาวโดยมีความเร็วและเส้นทางที่แตกต่างกัน โดยรวมแล้ว นักวิจัยเดินเครื่องแบบจำลองเสมือนจริง 12000 ครั้ง
ถ้ามีดาวดวงหนึ่งผ่านเข้ามาในระยะทาง 100 au จากดวงอาทิตย์ ก็ยังมีโอกาสสูงมากที่ดาวเคราะห์ทั้งแปดจะอยู่รอด ผู้เขียนเขียนไว้ และมีโอกาสมากกว่า 95% ที่จะไม่เสียดาวเคราะห์ใดไปเลย แต่อีก 5% ที่เหลือก็ยังน่ากลัว
การขาดดุลโมเมนตัมเชิงมุม(angular momentum deficit; AMD) เป็นผลจากการผ่านเข้าใกล้ ซึ่งกำหนดสิ่งที่จะเกิดขึ้นต่อไป AMD เป็นการขาดแคลนสภาวะการถูกกระตุ้นของวงโคจรในระบบดาวเคราะห์ และความเสถียรในระยะยาว มันเป็นความต่างระหว่าง ระบบในอุดมคติที่มีดาวเคราะห์คล้ายๆ กันในระบบจริง ซึ่งโคจรในกึ่งแกนเอก(semimajor axis) เดียวกันจากดาวฤกษ์จากวงโคจรกลมและระนาบแบน กับความปกติของโมเมนตัมเชิงมุมในระบบดาวเคราะห์จริง
แล้วจะเป็นอย่างไรถ้าหนึ่งในดาวเคราะห์ของระบบสุริยะสูญหายไป แบบจำลองเสมือนจริงให้คำตอบที่หลากหลาย ดาวพุธนั้นบอบบางที่สุดและบางครั้งก็หายยไปเมื่อมันชนกับดวงอาทิตย์ ผลสรุปอื่นๆ ยังรวมถึงโลกชนกับดาวศุกร์, การผลักดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์ยูเรนัสและเนปจูน, หรือมีเพียงแต่โลกและดาวพฤหัสฯ เหลืออยู่ หรืออาจจะเหลือดาวพฤหัสฯ เพียงดวงเดียว ในคำตอบที่สุดขั้วอันหนึ่ง ดาวเคราะห์ทั้งแปดถูกผลักหายไปจนหมด
ผลสรุปอื่นจะรุนแรงน้อยกว่า เช่น ดาวเคราะห์ทั้งแปดไม่ถูกรบกวน, หรือถูกรบกวนเล็กน้อย หรือถูกรบกวนอย่างมาก แม้ว่าทั้งแปดจะอยู่รอดในแบบจำลองเสมือนจริงเกือบทั้งหมด แต่ผู้รอดก็ต้องสิ่งที่ต่างออกไป แม้ว่าพวกมันจะยังอยู่ในระบบสุริยะและยึดเกาะด้วยแรงโน้มถ่วงกับดวงอาทิตย์ วงโคจรของพวกมันก็ถูกรบกวนอย่างวายป่วง บางดวงกระทั่งวิ่งออกไปไกลถึงเมฆออร์ต(Oort cloud)
งานวิจัยแสดงผลสรุปจากแบบจำลองเสมือนจริงบางส่วน แต่ละอันเป็นแบบจำลองเสมือนจริงหนึ่งงาน โดยสีบ่งชี้ว่ามีดาวเคราะห์เหลือรอดหลังจากดาวพเนจรผ่านเข้าใกล้ไปแล้วมากแค่ไหน ขนาดของจุดเป็นสัดส่วนกับมวลของดาวฤกษ์พเนจร
นักวิจัยยังเรียงลำดับผลที่จะเกิดขึ้นได้บ่อยที่สุด 10 อันดับเมื่อดาวเคราะห์ถูกทำลาย พวกเขาเขียนว่า เราตรวจสอบวิถีที่อาจสูญเสียดาวเคราะห์ที่เกิดบ่อยที่สุด โดยตระหนักว่ามีโอกาสสูงกว่า 95% ที่จะไม่เสียดาวเคราะห์ใดเลยถ้ามีดาวฤกษ์สักดวงผ่านเข้ามาในระยะทาง 100 au
• ดาวพุธชนกับดวงอาทิตย์(ความน่าจะเป็น 2.54%)
• ดาวอังคารชนกับดวงอาทิตย์(1.21%)
• ดาวศุกร์ชนกับดาวเคราะห์อื่น(1.17%)
• ยูเรนัสถูกผลักออกไป(1.06%)
• เนปจูนถูกผลักออกไป(0.81%)
• ดาวพุธชนกับดาวเคราะห์อื่น(0.80%)
• โลกชนกับดาวเคราะห์อื่น(0.48%)
• ดาวเสาร์ถูกผลักออกไป(0.32%)
• ดาวอังคารชนกับดาวเคราะห์อื่น(0.27%)
• โลกชนกับดวงอาทิตย์(0.24%)
เมื่อเอ่ยถึงดาวเคราะห์ที่ถูกผลักออกไป ยูเรนัสและเนปจูนมีโอกาสสูงสุด ก็ไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดใจใดๆ เนื่องจากพวกมันอยู่ไกลจากดวงอาทิตย์มากที่สุดและยึดเกาะด้วยแรงโน้มถ่วงเพียงอ่อนๆ เท่านั้น ยังไม่ใช่เรื่องประหลาดใจที่ดาวพุธมีโอกาสสูงที่จะชนกับดวงอาทิตย์ ในฐานะดาวเคราะห์มวลต่ำที่สุด มันจึงเผชิญกับความเสี่ยงในการถูกรบกวนได้สูงกว่าเมื่อมีดาวฤกษ์ผ่านเข้ามาใกล้
เมื่อพิจารณาโลกของเรา มีคำตอบที่หลากหลาย ตามรายชื่อด้านบน โลกมีโอกาส 0.48% ที่จะชนกับดาวเคราะห์อื่น แต่ยังมีชะตากรรมอื่นที่อาจรอโลกอยู่ และก็ไม่โสภาเลย กล่าวคือ ถูกทิ้งไว้ในเมฆออร์ต ไม่สามารถการันตีการอยู่รอดของโลกในเมฆออร์ตในระยะยาว ผู้เขียนเขียนไว้ คำตอบที่น่าประหลาดใจอีกอย่างที่น่าคำนึง ก็คือ โลกถูกดาวฤกษ์ที่ผ่านเข้าใกล้จับไว้
ภาพจากศิลปินแสดงโลกที่ถูกดาวฤกษ์พเนจรที่ผ่านเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์ ยึดไว้
แบบจำลองเสมือนจริงบอกว่าดาวที่มีมวลต่ำกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย และเดินทางด้วยความเร็วที่ค่อนข้างต่ำเข้าใกล้ระบบสุริยะในระยะประชิด ผลที่ได้ก็คือ การทำลายล้างระบบสุริยะที่เรารู้จัก โลกจะทอดทิ้งดวงอาทิตย์และหนีไปกับดาวพเนจร ในขณะที่ดาวเคราะห์อีกหกดวงจะชนกับดวงอาทิตย์ มีลำดับเหตุการณ์ 392 งานจาก 120000 งานที่บอกว่ามีผู้เหลือรอดเพียงหนึ่งเดียวก็คือ ดาวพฤหัสฯ ไม่แปลกใจเลยก็เพราะมันเป็นดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่ที่สุด และอีก 23 งานที่เห็นว่าโลกจะรอดเพียงดวงเดียว
รายงานยังนำเสนอผลที่ได้อย่างหลากหลาย รวมถึง ดวงจันทร์พุ่งชนกับโลก, ทั้งโลกและดวงจันทร์ถูกลักพาโดยดาวพเนจร และแม้แต่ดาวเคราะห์ทั้งหมดและดวงจันทร์ของพวกมันถูกทำลาย แต่โอกาสที่จะเกิดเรื่องเหล่านี้มีต่ำอย่างสุดขั้ว แต่มีโอกาสแค่ไหนที่โลกจะยังคงเอื้ออาศัยได้จากการผ่านเข้าใกล้ลักษณะนี้ ถ้าวงโคจรของโลกถูกเปลี่ยน มันก็อาจจะอุ่นขึ้นหรือเย็นลง
และยังมีชะตากรรมรออีก เมื่อโลกอาจกลายเป็นดาวเคราะห์พเนจรไปนับล้านปี กระทั่งพื้นผิวเยือกแข็งจนหมด หรือบางทีมันอาจถูกลักพาโดยดาวพเนจร ซึ่งบางทีอาจจะเอื้ออาศัยได้ในการจัดเรียงใหม่ที่จำเพาะ
ท้ายสุด โอกาสที่จะมีดาวผ่านเข้าใกล้ในระยะ 100 au นั้นมีน้อยมากๆ และแบบจำลองเสมือนจริงได้แสดงว่า ถ้าเกิดขึ้น ผลที่เป็นไปได้มากที่สุดก็คือดาวเคราะห์ทั้งแปดยังคงอยู่รอด แม้ว่าจะมีวงโคจรที่แตกต่างจากที่เป็นในปัจจุบันไปเล็กน้อย แม้ว่าจะมีเส้นทางวิวัฒนาการที่เป็นไปได้ที่หลากหลายมาก แต่โอกาสสูงที่สถานการณ์ในระบบสุริยะของเราจะไม่เปลี่ยนแปลง ผู้เขียนสรุปไว้
แหล่งข่าว universetoday.com : what would happen to earth if a rogue star came too close?
iflscience.com : the solar system vs a passing star – what are the odds of survival?
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
