การชนของวัตถุขนาดใหญ่ในระบบดาวเพื่อนบ้าน Fomalhaut
เป็นครั้งที่สองเท่านั้นที่ได้สำรวจพบการชนของดาวเคราะห์น้อยสองดวงรอบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ ในละแวกไม่ไกลจากระบบสุริยะมากนัก
ดาวฤกษ์ฟอมัลโฮท์(Fomalhaut) จัดว่าเป็นทารก ด้วยอายุเพียง 440 ล้านปี ยังคงมีดิสก์เศษซากที่เหลือจากการก่อตัวของมันล้อมรอบอยู่ ด้วยระยะห่างเพียง 25 ปีแสง ฟอมัลโฮท์จึงเป็นห้องทดลองที่ดีเยี่ยมในการศึกษากระบวนการในดิสก์ที่เป็นแหล่งกำเนิดตั้งต้นให้กับการก่อตัวดาวเคราะห์
และขณะนี้ กล้องฮับเบิลได้เผยให้เห็นเหตุการณ์ที่อาจเป็นหนึ่งในกระบวนการดังกล่าว เมื่อหินสองก้อนซึ่งแต่ละก้อนมีขนาดราว 60 กิโลเมตร ถ้าพวกมันไม่ได้ชนกันจนกลายเป็นผงฝุ่นซะก่อน เมล็ดพันธุ์เหล่านี้ก็อาจเติบโตจนกลายเป็นดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์นี้ได้
แน่นอนว่านี่เป็นครั้งแรกที่ผมได้เห็นจุดแสงปรากฏขึ้นมาในระบบดาวเคราะห์ต่างด้าวแห่งหนึ่ง Paul Kalas นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ กล่าว ไม่พบมันในภาพฮับเบิลก่อนหน้านี้ของเราทั้งหมด ซึ่งหมายความว่าเราเพิ่งได้เห็นการชนที่รุนแรงระหว่างวัตถุขนาดใหญ่สองดวง และเมฆเศษซากก้อนเขื่องซึ่งไม่เหมือนกับสิ่งใดๆ ในระบบสุริยะของเราเลย
ภาพรวมประกอบจากกล้องฮับเบิลแสดงวงแหวนเศษซาก และตำแหน่งเมฆฝุ่น cs1 และ cs2 รอบฟอมัลโฮท์ เพื่อเปรียบเทียบ cs1 ที่ถูกถ่ายภาพในปี 2012 และ cs2 ที่ถ่ายภาพได้ในปี 2023 ในวงกลมเส้นประ เมื่อ cs2 ปรากฏขึ้นอย่างฉับพลัน นักดาราศาสตร์ก็ตระหนักในไม่ช้าว่ากำลังได้เห็นการชนที่รุนแรงของวัตถุขนาดใหญ่สองดวง ก่อนหน้านี้ cs1 ซึ่งเคยคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ ขณะนี้ก็จำแนกใหม่เป็นเมฆเศษซากคล้ายๆ กัน
นี่ไม่ใช่ความรุนแรงครั้งแรกที่พบในระบบฟอมัลโฮท์ ย้อนกลับไปในปี 2004 นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นวัตถุสว่างคล้ายดาวเคราะห์ในวงโคจรรอบดาว การสำรวจติดตามผลซึ่งรวมถึงการถ่ายภาพโดยตรง(direct imaging) ในปี 2012 ก็ดูจะยืนยันเช่นนั้นว่ามันเป็นดาวเคราะห์นอกระบบดวงแรกที่ถูกถ่ายภาพได้โดยตรง ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ Fomalhaut b ยังมีกระทั่งชื่อเฉพาะว่า Dagon
แต่เมื่อการสำรวจใหม่ในปี 2014 Dagon ก็หายวับไปเลย นักดาราศาสตร์สรุปว่าคำอธิบายที่ดีที่สุดสำหรับวัตถุที่หายไปก็คือมันไม่ใช่ดาวเคราะห์เลย แต่เป็นเมฆฝุ่นสว่างที่กำลังขยายตัว เกิดจากการชนที่รุนแรงระหว่างดาวเคราะห์น้อยสองดวง
ในปี 2023 เมื่อฮับเบิลย้อนกลับไปสำรวจฟอมัลโฮท์เพื่อดูว่าดาวเพี้ยนๆ ดวงนี้จะมีอะไรแปลกๆ อีกหรือไม่ ก็พบก้อนแสงอยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ ดูไม่ต่างจาก Dagon เลย ด้วยการสำรวจเหล่านี้ ความสนใจเดิมของเราก็คือจับ Fomalhaut b ซึ่งเราเคยคิดว่าเป็นดาวเคราะห์ Jason Wang นักดาราศาสตร์จากนอร์ธเวสเทิร์น กล่าว
เราสันนิษฐานว่าแสงที่สว่างเป็น Fomalhaut b เพราะมันเป็นแหล่งในระบบที่เรารู้จักแล้ว แต่หลังจากเปรียบเทียบภาพใหม่ของเรากับภาพเก่าอย่างระมัดระวัง ก็ตระหนักว่าไม่ใช่แหล่งแสงเดียวกัน ซึ่งก็ทั้งน่าตื่นเต้นและทำให้เราต้องเกาหัว
Kalas และเพื่อนร่วมงานเรียกชื่อก้อนแสงใหม่ว่า Fomalhaut cs2(circumstellar source 2) ในขณะที่ Dagon ก็ถูกลดระดับมาเป็น Fomalhaut cs1 Kalas อธิบายว่า Fomalhaut cs2 ดูเหมือนกับเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่กำลังสะท้อนแสงจากดาวฤกษ์แม่เป๊ะ สิ่งที่เราได้เรียนรู้ว่าการศึกษา cs1 ก็คือเมฆฝุ่นก้อนใหญ่ที่สามารถทำตัวเหมือนเป็นดาวเคราะห์ได้เป็นสิบกว่าปี นี่จึงเป็นคำเตือนสำหรับปฏิบัติการในอนาคตที่มุ่งเป้าในการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบในแสงที่สะท้อน
ภาพจากศิลปินแสดงลำดับเหตุการณ์ที่นำไปสู่การสร้างเมฆฝุ่น cs2 รอบฟอมัลโฮท์ปรากฏอยู่มุมซ้ายบนใน (1) จุดสีขาวสองจุดทางขวาล่างแทนวัตถุมวลสูง 2 ดวงในวงโคจร ใน (2) วัตถุเข้าใกล้กัน และเกิดการชนที่รุนแรง(3) ในช่อง (4) เมฆฝุ่นที่เกิดขึ้น cs2 ปรากฏให้เห็นและแสงดาวได้ผลักเม็ดฝุ่นออกห่างจากดาว
จากการสำรวจของฮับเบิล พร้อมกับการสำรวจการเปลี่ยนแปลงของ Fomalhaut cs1 ก่อนหน้านี้ นักวิจัยคำนวณว่าเมฆทั้งสองน่าจะผลจากการชนของวัตถุขนาดเล็กสองดวงที่เหมือนกัน น่าสนใจที่ทั้งสองเหตุการณ์เกิดขึ้นในตำแหน่งเดียวกันในชายขอบของดิสก์ฟอมัลโฮท์ Kalas กล่าวว่า ทฤษฎีก่อนหน้านี้บอกว่าควรจะมีการชนหนึ่งครั้งในทุกๆ แสนปีหรือนานกว่านั้น แต่นี่ 20 ปี เราได้เห็น 2 ครั้งแล้ว
ถ้าคุณมีภาพยนตร์ในช่วงสามพันปีหลัง และเร่งความเร็วจนทุกๆ ปีเป็นเสี้ยววินาที จินตนาการว่าจะได้เห็นแสงวาบมากแค่ไหน ระบบดาวเคราะห์ของฟอมัลโฮท์น่าจะวิบวับไปด้วยการชนเหล่านี้ การชนครั้งหนึ่งซึ่งเป็นจุดข้อมูลเดี่ยวๆ ก็บอกเราว่ามีบางสิ่งที่เกิดขึ้นจากสภาวการณ์ที่จำเพาะชุดหนึ่ง แต่การชนครั้งที่สองก็เปิดโลกใหม่เลย การชนครั้งที่สองให้ผลในเชิงสถิติ
Mark Wyatt จากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ ในสหราชอาณาจักร กล่าวว่า สิ่งที่น่าตื่นเต้นจากการสำรวจนี้ก็คือมันช่วยให้นักวิจัยได้ประเมินทั้งขนาดวัตถุที่ชนกัน และจำนวนของพวกมันที่มีในดิสก์ ซึ่งเป็นข้อมูลที่แทบเป็นไปไม่ได้เลยที่จะได้จากวิธีอื่น การประเมินบอกว่าวัตถุดิบก่อตัวดาวเคราะห์(planetesimals) ที่ถูกทำลายเพื่อสร้าง cs1 และ cs2 มีความกว้าง 60 กิโลเมตร และเราก็บอกได้ว่ามีวัตถุแบบนี้ราว 3 ร้อยล้านก้อนกำลังโคจรในระบบของฟอมัลโฮท์
ความจริงที่ว่าเคยมีการตรวจจับก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์ในระบบแห่งนี้ ได้บ่งชี้ว่าวัตถุเหล่านี้อุดมไปด้วยสสารระเหยง่าย เช่น ไฮโดรเจน, ไนโตรเจน, ออกซิเจน และมีเธน ซึ่งจะเปลี่ยนสถานะเป็นก๊าซได้ง่ายที่อุณหภูมิที่ต่ำ นี่ทำให้วัตถุน้ำแข็งใน
ฟอมัลโฮท์คล้ายกับดาวหางในระบบของเราซึ่งก็อุดมไปด้วยสารระเหยง่ายเช่นกัน
DART mission
ในการเปรียบเทียบต่อไป Kalas ยังบอกว่าเมฆฝุ่นทั้งสอง ยังเหมือนกับเมฆฝุ่นที่เกิดขึ้นในปี 2022 เมื่อปฏิบัติการ DART(Double Asteroid Redirection Testing) ของนาซา พุ่งชนดวงจันทร์จิ๋ว Dimorphos เพื่อทดสอบว่านี่จะเบี่ยงวิถีของดาวเคราะห์น้อยแม่ Didemos ได้หรือไม่
Kalas กล่าวว่า ฟอมัลโฮท์นั้นอายุน้อยกว่าดวงอาทิตย์ แต่เมื่อระบบของเรามีอายุ 440 ล้านปี มันก็คงมีวัตถุดิบก่อตัวดาวเคราะห์ที่อยู่ระเกะระกะและกำลังเข้าชนกันและกัน นี่เป็นช่วงที่เรากำลังได้เห็นเมื่อพิภพขนาดเล็กมีสภาพปุปะจากการชนที่รุนแรงเหล่านี้หรือกระทั่งถูกทำลายลง และประกอบตัวขึ้นมาใหม่เป็นวัตถุที่ต่างออกไป มันก็เหมือนกับการมองย้อนเวลาไปสู่ช่วงที่รุนแรงของระบบของเราเมื่อมีอายุไม่ถึง 1 พันล้านปี
สภาพแวดล้อมที่ประชิดดาวก็น่าสนใจด้วย การสำรวจหลายงานเมื่อเร็วๆ นี้ได้แสดงว่าดิสก์มีช่องว่างซ้อน ซึ่งเป็นสัญญาณว่ามีบางสิ่งกำลังเก็บกวาดเศษซาก บางทีอาจเป็นดาวเคราะห์ที่กำลังก่อตัวได้กวาดเส้นทางโคจรของมัน อย่างไรก็ตาม ยังมองไม่เห็นดาวเคราะห์เหล่านั้น ในขณะเดียวกัน การสำรวจของกล้องเวบบ์ในปี 2023 ได้แสดงถึงก้อนฝุ่นขนาดใหญ่ในวงแหวนส่วนนอกเดียวกันที่ cs1 และ cs2 ปรากฏ นักดาราศาสตร์ในตอนนั้นบอกว่าเป็นการชนอีกเหตุการณ์หนึ่ง แม้ว่าจะยังไม่ได้ยืนยันการแปลผลนี้
แม้ว่าฟอมัลโฮท์ได้สร้างคำถามมากมายที่เรายังหาคำตอบไม่ได้ แต่ภาพที่ได้ก็บอกถึงสภาพแวดล้อมที่มีพลวัตที่อาจบอกถึงสภาวะการก่อตัวดาวเคราะห์ในช่วงต้นเมื่อดาวเคราะห์ของเราและพี่น้องก่อตัวขึ้นรอบดวงอาทิตย์วัยเยาว์เมื่อ 4.6 พันล้านปีก่อน ระบบแห่งนี้เป็นห้องทดลองในธรรมชาติเพื่อตรวจสอบว่าวัตถุดิบก่อตัวดาวเคราะห์มีพฤติกรรมอย่างเมื่อเกิดการชนขึ้น ซึ่งจะบอกเราว่ามันมีองค์ประกอบอะไร และพวกมันก่อตัวได้อย่างไร Wyatt กล่าว
การสำรวจ Fomalhaut b อธิบายได้ด้วยเมฆฝุ่นจากการชนซึ่งต่อมาขยายตัวและกระจายหายไป
นักวิจัยจะยังคงใช้กล้องฮับเบิลและเวบบ์เพื่อสำรวจ Fomalhaut cs2 เพื่อดูว่ามันจะพัฒนาไปอย่างไรในอีกหลายปีข้างหน้า Kalas กล่าวว่า เราจะตามรอย cs2 เพื่อดูการเปลี่ยนแปลงใดๆ ทั้งรูปร่าง, ความสว่างและวงโคจร เป็นไปได้ที่ cs2 จะเริ่มมีรูปร่างที่รีไข่หรือมีหาง เมื่อเม็ดฝุ่นถูกผลักกระจายออกโดยแรงดันจากแสงดาว งานวิจัยเผยแพร่ใน Science วันที่ 18 ธันวาคม 2025
แหล่งข่าว sciencealert.com : asteroids caught colliding in a nearby star system
space.com : astronomers capture 1st direct images of collisions in a nearby star system. “it’s like looking back in time”
iflscience.com : astronomers catch incredible first direct images of objects colliding in another star system
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
