ดาวแคระขาวสูงวัยที่ยังคงไม่หยุดทำลายระบบดาวเคราะห์ของมัน
ในอีกราว 5 พันล้านปีข้างหน้า เชื้อเพลิงไฮโดรเจนของดวงอาทิตย์จะร่อยหรอไปมันจะหลุดออกจากสถานะวิถีหลัก(main-sequence) เข้าสู่สถานะที่เรียกว่า กิ่งยักษ์แดง(red giant branch) ซึ่งจะขยายตัวจนกลืนกินดาวพุธ, ดาวศุกร์ และอาจจะรวมถึงโลกด้วย
ไม่นานหลังจากนั้น ยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเอง เป่าเปลือกก๊าซชั้นนอกๆ ออกไปเหลือทิ้งไว้แต่แกนกลางที่หนาแน่นที่เรียกว่าดาวแคระขาว แม้จะมีขนาดพอๆ กับโลก แต่ซากดาวที่มีความหนาแน่นสูงนี้ก็ยังรักษาอิทธิพลแรงโน้มถ่วงส่วนใหญ่ของอดีตดวงอาทิตย์ไว้ได้ การแปรสภาพนี้กลายเป็นจุดจบของระบบสุริยะที่เรารู้จัก หรือไม่
เอกภพไม่เคยอยู่เฉย ทุกๆ สิ่งอยู่ในสภาวะที่มีความปั่นป่วนอย่างต่อเนื่องและไม่มีอะไรสูญสลายไปได้ แต่กระนั้น ก็ยังมีเรื่องอัศจรรย์ที่นักดาราศาสตร์ได้พบดาวแคระขาวโบราณอายุ 3 พันล้านปีที่ยังคงสะสมวัสดุสารจากอดีตระบบดาวเคราะห์ของมันอย่างรุนแรง เป็นการค้นพบที่ท้าทายข้อสันนิษฐานเกี่ยวกับสถานะช่วงปลายของวิวัฒนาการซากดาว
วัฎจักรชีวิตของดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งขณะนี้มีอายุ 4.6 พันล้านปีแล้ว อยู่ในช่วงวัยกลางคนสำหรับดาวฤกษ์ และคาดว่าจะมีอายุต่อไปอีกราว 5 พันล้านปี ก่อนที่ไฮโดรเจนในแกนกลางจะหมดลง ทำให้ดาวหดตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วง ผลักชั้นบรรยากาศส่วนนอกๆ ออกไปไกลจนมีขนาดใหญ่โตเข้าสู่สภาวะยักษ์แดง แกนกลางที่หดตัวมากขึ้น จะร้อนขึ้นจนเกิดสสารเสื่อมถอย กลายเป็นดาวแคระขาวร้อนเปล่งรังสียูวี ทำให้ก๊าซรอบๆ เรืองเป็น PN
หลักฐานนิติเวชดวงดาวนี้มาจากการสำรวจด้วยหอสังเกตการณ์เคกในฮาวาย การวิเคราะห์สเปคตรัมแสงจากดาวแคระขาวได้พบธาตุ 13 ชนิดที่จะต้องมาจากวัตถุหินขนาดเล็ก ซึ่งเป็นดาวเคราะห์น้อยหรือดาวเคราะห์แคระ(dwarf planet) ก็เหมือนกับแอปเปิ้ลที่หล่นจากต้น การรบกวนด้านความโน้มถ่วงที่ไม่ทราบชนิดในช่วงไม่กี่ล้านปีหลังอาจจะส่งวัตถุนี้หมุนวนเข้ามา จากนั้นมันก็จะถูกฉีกด้วยแรงบีบฉีกและดูดกลืนเข้าสู่ดิสก์เศษซากรอบดาวแคระขาวดวงนี้
นักดาราศาสตร์ได้จำแนกระบบดาวเคราะห์เก่าแก่และหาได้ยากแห่งหนึ่งที่ยังคงถูกดาวแคระขาว LSPM J0207+3331 ของระบบกลืนกินอย่างต่อเนื่อง โดยอยู่ห่างออกไป 145 ปีแสงจากโลก ระบบแห่งนี้มีดิสก์เศษซากอุดมด้วยโลหะที่สุดและเก่าแก่ที่สุดเท่าที่เคยพบรอบแคระขาวที่อุดมด้วยไฮโดรเจน ได้สร้างคำถามใหม่เกี่ยวกับเสถียรภาพในระยะยาวของระบบดาวเคราะห์ในเวลาหลายพันล้านปีหลังจากที่ดาวฤกษ์ได้ตายลง
การค้นพบนี้ได้ท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการระบบดาวเคราะห์ Erika Le Bourdais ผู้เขียนนำจากสถาบันตรอตติเยร์เพื่อการวิจัยดาวเคราะห์นอกระบบและแผนกฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยมอนทรีออล กล่าว การสะสมมวลสารที่ดำเนินอยู่ในสถานะนี้ได้บอกว่าแคระขาวอาจจะยังได้เศษซากดาวเคราะห์ต่อไปแม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงพลวัตเกิดขึ้นก็ตาม
ข้อมูลสเปคตรัมจาก HIRES บนกล้องเคก 1 เผยให้เห็นว่าชั้นบรรยากาศแคระขาวนี้ปนเปื้อนไปด้วยธาตุทางเคมี 13 ธาตุเช่นโซเดียม, มักนีเซียม, อลูมินัม, ซิลิกอน, คัลเซียม, ไทเทเนียม, โครเมียม, มังกานีส, เหล็ก, โคบอลต์, นิกเกิล, ทองแดงและ
สตรอนเทียม ซึ่งเป็นหลักฐานว่ามีวัตถุหินที่มีการแบ่งชั้นหิน(differentiated) ความกว้างอย่างน้อย 200 กิโลเมตรถูกฉีกออกโดยแรงโน้มถ่วงของดาว ปริมาณของวัสดุสารหินนั้นสูงอย่างผิดปกติสำหรับแคระขาวในอายุระดับนี้ Patrick Dufour ผู้เขียนร่วม จากมหาวิทยาลัยมอนทรีออล เช่นกัน กล่าว
ชั้นบรรยากาศที่อุดมไปด้วยไฮโดรเจนของแคระขาวมักจะปกปิดสัญญาณเคมีของธาตุอื่นๆ ไว้ จึงทำให้การตรวจจับครั้งนี้มีความพิเศษ เห็นได้ชัดว่ามีบางสิ่งที่กำลังรบกวนระบบนี้มาเนิ่นนานหลังจากที่ดาวได้ตายไปแล้ว John Debes จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ในบัลติมอร์ มารีแลนด์ กล่าว เมื่อยังคงมีแหล่งวัสดุสารจากระบบดาวเคราะห์ที่สามารถปนเปื้อนแคระขาวได้อยู่ แม้จะผ่านไปแล้วหลายพันล้านปี
แคระขาวที่ปนเปื้อนเกือบครึ่งแสดงสัญญาณการสะสมธาตุหนักเข้ามา ซึ่งบ่งชี้ว่าระบบดาวเคราะห์ของพวกมันถูกรบกวน ในกรณีของ LSPM J0207+3331 การรบกวนเพิ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่กี่ล้านปีที่ผ่านมา บางทีอาจจะส่งดาวเคราะห์หินดวงหนึ่งเข้ามา นี่บอกว่า การรบกวนด้วยแรงโน้มถ่วงและกลไกการสะสมมวลสารยังคงเกิดขึ้นได้แม้เนิ่นนานหลังจากสถานะวิถีหลักของดาวฤกษ์ได้ผ่านไปแล้ว Debes กล่าว การสูญเสียมวลในระหว่างวิวัฒนาการดาวอาจรบกวนเสถียรภาพการโคจร ส่งผลต่อดาวเคราะห์, ดาวหาง และดาวเคราะห์น้อย
ระบบอาจจะแสดงความไร้เสถียรภาพที่ล่าช้าไปมาก เมื่อปฏิสัมพันธ์จากพหุดาวเคราะห์ค่อยๆ ทำให้วงโคจรไร้เสถียรภาพโดยใช้เวลาหลายพันล้านปี นี่อาจจะชี้ไปถึงกระบวนการพลวัตในระยะยาวที่เรายังไม่เข้าใจถ่องแท้นัก Debes กล่าว
นักดาราศาสตร์กำลังสืบสวนว่าอะไรอาจจะเหนี่ยวนำการรบกวนนี้ได้บ้าง ซึ่งรวมถึงดาวเคราะห์ขนาดพอๆ กับดาวพฤหัสฯ ที่เหลือรอดอยู่อาจเป็นตัวการแต่ก็ยากที่จะตรวจจับได้เนื่องจากระยะทางที่ห่างจากดาวแคระขาวและอุณหภูมิที่ต่ำมาก ข้อมูลจากดาวเทียมไกอา(Gaia) อาจจะไวมากพอที่จะตรวจจับดาวเคราะห์ลักษณะนี้ผ่านอิทธิพลแรงโน้มถ่วงที่มีต่อแคระขาว
กล้องเวบบ์เองก็อาจจะให้แง่มุมเพิ่มเติมโดยการสำรวจอินฟราเรดเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ในวงนอก การสำรวจในอนาคตอาจจะช่วยแยกแยะระหว่างการเขย่าของดาวเคราะห์ หรือเป็นผลจากแรงโน้มถ่วงจากดาวที่ผ่านเข้ามาใกล้แคระขาว ผลสรุปเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters
แหล่งข่าว phys.org : 3-billion-year-old white dwarf still consuming its planetary system challenges previous assumptions
universetoday.com : astronomers spot a white dwarf that’s still consuming its planets
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
