ดาวซอมบี้ในใจกลางทางช้างเผือก
ดาวที่อยู่ใกล้กับหลุมดำมวลมหาศาลที่ใจกลางทางช้างเผือกของเรา มีชีวิตผาดโผนท่ามกลางภยันตรายอย่างต่อเนื่อง แต่หลายๆ ดวงก็มีโอกาสที่จะดูอายุน้อยกว่าอายุจริง ซึ่งเกิดขึ้นจากการกินดาวฤกษ์เพื่อนบ้านเข้าไป
บางครั้ง นักดาราศาสตร์ก็ปวดหัวกับอายุดาว เมื่อวิธีที่แตกต่างกันก็ให้ผลที่แตกต่างกันมากด้วย คำอธิบายที่ทั่วๆ ไปมากที่สุดก็คือ ดาวกินดาวเพื่อนบ้านไป เป็นสาเหตุให้มันดูมีอายุน้อยกว่าที่เป็นจริง ในละแวกบ้านนอกของทางช้างเผือกที่เราอาศัยอยู่นี้ พฤติกรรมดังกล่าวพบได้ยาก เมื่อมีพื้นที่ในอวกาศระหว่างดาวแต่ละดวงมากมาย และมีโอกาสเพียงเล็กน้อยที่จะกลืนเพื่อนบ้านได้ ยกเว้นในกรณีวัตถุกะทัดรัดที่มีแรงโน้มถ่วงสูงอย่างดาวนิวตรอน
แต่ในใจกลางกาแลคซีแล้ว ทุกอย่างอยู่ใกล้ชิดกันเมื่อดาวอยู่ร่วมกันอย่างแออัด และถูกเร่งความเร็วโดยแรงโน้มถ่วงมหาศาลจากหลุมดำมวลมหาศาลที่มีชื่อว่า คนยิงธนู เอ สตาร์(Sagittarius A*; Sgr A*) จนมีความเร็วหลายร้อยถึงหลายพันกิโลเมตรต่อวินาที ดร. Sanaea Rose จากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น ได้จำลองพฤติกรรมของดาว 1 พันดวงใกล้กับ Sgr A* และเผยให้เห็นว่าสถานทีนี้มีอันตรายแค่ไหน
พื้นที่รอบหลุมดำที่ใจกลางกาแลคซีนั้นแออัดไปด้วยดาวที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงสุดขั้ว เธอกล่าวในแถลงการณ์ มันก็ไม่ต่างจากการวิ่งในสถานีรถไฟฟ้าใต้ดินที่แออัดอย่างมากในนครนิวยอร์ค ในช่วงชั่วโมงเร่งด่วน ถ้าคุณไม่ชนกับคนอื่นก็กำลังเดินเฉียดเข้าใกล้อย่างมาก สำหรับดาวแล้ว สภาพเกือบชนก็ยังเป็นสาเหตุให้เกิดปฏิสัมพันธ์แรงโน้มถ่วง เราต้องการจะศึกษาว่าการชนและปฏิสัมพันธ์เหล่านี้ส่งผลต่อประชากรดาวและคุณลักษณะดาวที่ได้ออกมา อย่างไร
วงโคจรของดาวฤกษ์อบางส่วนที่อยู่ในละแวกใกล้ลิดกับหลุมดำมวลมหาศาลชองทางช้างเผือก Sgr A* ตามที่ตรวจสอบอย่างแม่นยำที่สุดโดย VLTI
ดาวที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากที่สุด ก็ยังอยู่ห่างออกไป 4 ปีแสง Rose กล่าวเสริม ภายในระยะทางเดียวกันใกล้กับหลุมดำมวลมหาศาล กลับมีดาวมากกว่าล้านดวง Rose และเพื่อนร่วมงานทำแบบจำลองว่าดาวจะชนกันได้บ่อยแค่ไหนในสภาวะเหล่านี้ทั้งสภาพความแออัดที่พวกมันอยู่, มวล, ความเร็ววงโคจร และอิทธิพลแรงโน้มถ่วงจาก Sgr A*
ทีมพบว่า ปัจจัยที่สำคัญมากที่สุดก็คือ ระยะทางจากหลุมดำมวลมหาศาลเอง เมื่อคุณขยับเข้าไปในระยะทาง 0.03 ปีแสง การเฉียดเข้าใกล้เกิดขึ้นเป็นเรื่องปกติ อย่างไรก็ตาม ก็ยังมีการชนแบบจังๆ เกิดขึ้นได้บ้าง
แต่กลับเกิดสิ่งที่เรียกว่า แปะมือแบบรุนแรง(violent high fives) ได้มากกว่า เมื่อดาวคู่ที่ผ่านสวนใกล้กันและกันไป แต่เปลือกก๊าซส่วนนอกจะถูกฉีกออก ระดับการสูญเสียก๊าซขึ้นอยู่กับความเร็วเปรียบเทียบของดาว กับความใกล้ของการชน การชนที่ทำลายล้างเหล่านี้เป็นผลให้เกิดกลุ่มประชากรประหลาดที่มีมวลต่ำ และถูกฉีกเปลือกส่วนนอกออกไป Rose กล่าว
ภายในพื้นที่แห่งนี้ ดาวบางส่วนก็สูญเสียก๊าซออกไปมากพอที่จะหยุดหลอมนิวเคลียส นำไปสู่กลุ่มประชากรดาวมวลต่ำจำนวนมากในพื้นที่นี้ ขยับออกมาไกลอีกหน่อย ที่ราว 0.32 ปีแสงหรือราว 21000 AU การชนก็เกิดขึ้นได้ยากขึ้น แต่ดาวที่มีมวลพอๆ กับดวงอาทิตย์ก็ยังคงเผชิญชะตากรรมการชนสักครั้งตลอดช่วงชีวิตของมัน เมื่อเกิดขึ้น ดาวจะขาดแคลนพลังงานที่จะหนีออกห่างจากกันและกัน พวกมันจึงควบรวมกันกลายเป็นดาวที่ใหญ่ขึ้นและดูมีอายุน้อยลง การชนที่เลย 0.03 ปีแสงออกมาน่าจะทำให้ดาวที่ชนกันควบรวมกันได้มากขึ้น Rose กล่าวเสริม
สำหรับบางส่วนที่อยู่ใกล้กับ Sgr A*(แต่ไม่ได้ใกล้เกินไป) การชนแบบนี้จะเกิดขึ้นได้หลายครั้งตลอดช่วงชีวิต สร้างเป็นดาวยักษ์ที่มีมวลมากกว่าสิบเท่าดวงอาทิตย์ Rose และเพื่อนร่วมงาน คำนวณพบว่าจะมียักษ์ที่เกิดขึ้นจากการกลืนดาวข้างเคียงหลายครั้งแบบนี้ ราว 100 ดวงในพื้นที่นี้ มีดาวเพียงไม่กี่ดวงเท่านั้นที่จะแจ็คพ๊อต Rose กล่าว จากการชนและควบรวม ดาวเหล่านี้จะมีไฮโดรเจนมากขึ้น แม้ว่าพวกมันจะเป็นประชากรดาวอายุมาก แต่ก็ทำตัวเสมือนย้อนวัยดูหนุ่มสาว ก็เหมือนกับดาวซอมบี้นั้นแหละ พวกมันกินดาวเพื่อนบ้าน
รอบปลุมดำยักษ์ในใจกลางทางช้างเผือก มีดาวร้อนจำนวนมากโคจรด้วยความเร็วสูงและมีลักษณะปรากฎที่แปลกประหลาด
ดาวที่มีมวลสูงขึ้นก็หมายความว่าจะมีชีวิตที่สั้นลง เนื่องจากอัตราการหลอมไฮโดรเจนจะเพิ่มขึ้นเร็วกว่ามวล ลักษณะที่ดูเยาว์วัยจะต้องแลกมาด้วยอายุที่สั้น แต่นี่ก็ไม่สำคัญซะทีเดียวเนื่องจากดาวจะเข้าใกล้กับหลุมดำมากพอที่จะกลายเป็นส่วนหนึ่งของดิสก์สะสมมวลสาร(accretion disk) ของหลุมดำ ก่อนที่จะได้ตายตามธรรมชาติ อย่างไรก็ตาม ยิ่งดาวมีขนาดใหญ่ขึ้น ก็เป็นไปได้มากขึ้นที่มันจะกลายเป็นซุปเปอร์โนวาก่อนที่จะถูกหลุมดำกลืนเข้าไป
นี่เป็นสภาพแวดล้อมที่ไม่เหมือนกับที่อื่นใด Rose กล่าว ดาวซึ่งอยู่ภายใต้อิทธิพลของหลุมดำมวลมหาศาลในพื้นที่ที่มีความแออัดสูง ไม่ใช่สิ่งที่เราได้เห็นในละแวกใกล้เคียงระบบสุริยะ แต่ถ้าเราสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับประชากรดาวเหล่านี้ได้ เราก็อาจจะได้เรียนรู้สิ่งใหม่ๆ ว่าใจกลางกาแลคซีนี้สร้างตัวขึ้นมาได้อย่างไร ซึ่งอย่างน้อยที่สุด มันก็เป็นจุดที่เปรียบต่างกับสภาพแวดล้อมในละแวกเพื่อนบ้านที่เราอาศัยอยู่นี้
Rose นำเสนองานวิจัยในการประชุมสมาคมฟิสิกส์อเมริกันที่ซาคราเมนโต คาลิฟอร์เนีย โดยมีพื้นฐานจากรายงานที่เผยแพร่ก่อนหน้านี้ใน Astrophysical Journal Letters เดือนนี้และ Astrophysical Journal ในเดือนกันยายน 2023 ซึ่งเธอเป็นผู้เขียนหลักในทั้งสองงาน
แหล่งข่าว iflscience.com : zombie-like stars arise from stellar cannibalism
space.com : cannibal stars at the heart of the Milky Way stay young in a gruesome way
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
