ดาวฤกษ์แคระแดงกินพิภพหินเป็นออร์เดิร์ฟ
นักดาราศาสตร์ได้พบหลักฐานที่ชัดเจนมากที่สุดเท่าที่เคยมีว่าดาวฤกษ์ก็สามารถกินดาวเคราะห์ของมันเองได้ การศึกษาใหม่ที่เผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ได้สนับสนุนความเชื่อที่มีมานานว่าดาวฤกษ์อายุน้อยนั้นสามารถกินพิภพที่อยู่ใกล้เคียง เมื่อระบบดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นมา
นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยคีลและมหาวิทยาลัยเอกซ์เตอร์ศึกษาดาวฤกษ์หลายพันดวงและพบหลักฐานว่ามีดาวฤกษ์ชนิดแคระแดง 6 ดวง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ชนิดที่มีขนาดเล็กที่สุด, เย็นที่สุด และพบได้มากที่สุด ได้กลืนพิภพหินที่คล้ายโลกไป สิ่งที่พวกมันคายออกมาก็คือ ร่องรอยของสารเคมีปริมาณสูงจนตรวจจับได้ ศ Robin Jeffries ผู้เขียนนำจากมหาวิทยาลัยคีล กล่าว เราได้พบว่าแคระแดงที่เราศึกษามีจำนวนหนึ่งที่มีลิเธียม ซึ่งเป็นธาตุเคมีที่ไม่ควรจะมีอยู่ที่นั่น เขาอธิบาย
แม้ว่าลิเธียมจำนวนเล็กน้อยก็ปรากฏอยู่อย่างชัดเจนบนดาวเหล่านั้น ก็เหมือนกับการสาดสีใส่ผืนผ้าใบว่างโล่ง Jeffries กล่าวเพิ่มว่า แคระแดงนั้นเย็นกว่าและมีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์ของเรา และภายในพวกมันกลับร้อนจนควรจะทำลายลิเธียมที่บอบบางที่มีทั้งหมดไปในปฏิกิริยานิวเคลียร์ไม่นานหลังจากที่พวกมันก่อตัวขึ้นมาก่อนที่จะเข้าสู่วิถีหลัก(main sequence; สถานการณ์หลอมไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมในแกนกลาง ซึ่งเป็นสถานะที่ยาวนานที่สุดในช่วงชีวิตดาว-ผู้แปล)
เพราะอย่างนี้ จึงมีการทำนายว่าการพบลิเธียมใดๆ ในชั้นบรรยากาศของพวกมันก็น่าจะเป็นป้ายบอกถึงการกลืนวัสดุสารที่ยังคงอุดมด้วยลิเธียมซึ่งสั่งสมจากระบบดาวเคราะห์รอบข้างอยู่
ดวงอาทิตย์จัดเป็นดาวฤกษ์ชนิดแคระเหลือง แต่ก็ยังมีดาวฤกษ์ที่มีมวลต่ำที่สุดเท่าที่จะสามารถหลอมไฮโดรเจนได้ที่ราว 8% มวลดวงอาทิตย์เรียกว่า แคระแดง(red dwarf; M dwarf) ภาพปก ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์ชนิดซุปเปอร์เอิร์ธ(super-Earth) รอบดาวแคระแดง
ในการศึกษาใหม่ นักวิจัยได้ตรวจสอบกระจุกดาวเปิดอายุน้อยตั้งแต่ 35 จนถึง 622 ล้านปีจำนวน 15 แห่งโดยใช้ข้อมูลสเปคตรัม ข้อมูลจากการสำรวจ GES(Gaia-ESO Spectroscopic) ครอบคลุมดาวหลายพันดวง ซึ่งในกลุ่มนี้ทีมได้จำแนกแคระแดง 6 ดวงในกระจุกที่ต่างกัน 3 แห่ง(4 ดวงใน NGC 2516 และใน NGC 2451a และ Blanco 1 แห่งละหนึ่งดวง) ที่มีองค์ประกอบลิเธียมสูงกว่าบนดาวอื่นๆ ที่มีสเปคตรัมชนิดเดียวกัน(อุณหภูมิ 3550 ถึง 4050 เคลวิน)
ในตอนแรก ดาวที่พบลิเธียมเหล่านี้อาจจะดูมีอายุน้อยกว่าเพื่อนบ้าน เนื่องจากดาวมวลต่ำอายุน้อยกว่าจะมีเวลาในการทำลายลิเธียมน้อยกว่า แต่คำอธิบายก็ตกไปเมื่อดาวเหล่านี้ไม่ได้ดูเหมือนมาจากประชากรอายุน้อยกว่า มุมพารัลลักซ์(parallax), การเคลื่อนที่ และตำแหน่งบนไดอะแกรมเทียบสี-อันดับความสว่าง(HR diagram) สอดคล้องกับกระจุกที่พวกมันสังกัด ความเป็นไปได้ที่เป็นสมาชิกในกระจุกจึงมีสูงมาก
และยังไม่ได้แสดงสัญญาณความมีคู่(binaries)ซึ่งอาจจะรบกวนการตรวจสอบได้ นอกจากนี้ ทีมยังตรวจสอบว่าสัญญาณลิเธียมอาจเป็นการปนเปื้อนจากดาวเพื่อนบ้านในระหว่างการสำรวจหรือไม่ ซึ่งสามารถกำจัดความเป็นไปได้นี้ออกไป งานศึกษายังหาคำอธิบายอื่นๆ เช่น กิจกรรมแม่เหล็กที่รุนแรง, จุดดับ หรือการหมุนรอบตัวที่เร็วผิดปกติซึ่งบางครั้งจะทำให้การทำลายลิเธียมช้าลงในช่วงต้นของชีวิต
กลไกข้างต้นเคยยกมาอธิบายก่อนหน้านี้กับดาวที่มีอุณหภูมิสูงกว่า แต่ตอนนี้ดูสอดคล้องต่ำ แคระแดงลิเธียมสูงที่พบไม่ได้เป็นพวกหมุนรอบตัวเร็ว ในความเป็นจริงแล้ว พวกมันเป็นพวกหมนรอบตัวช้าในกระจุกด้วยซ้ำ จึงเหลือทางเลือกแห่งความรุนแรงว่า ดาวแคระแดงปนเปื้อนลิเธียมหลังจากลิเธียมเดิมของพวกมันถูกทำลายไปเรียบร้อยแล้ว
พวกนอกคอก(outliers) ซึ่งอุดมด้วยลิเธียม แสดงเป็นสีแดง
ในลำดับเหตุการณ์ วัสดุสารหินจากดาวเคราะห์หมุนวนเข้าสู่แคระแดงหลังจากที่แกนกลางที่แผ่รังสีได้พัฒนาขึ้นแล้ว ในจุดนั้น เขตการพา(convective zone) ของดาวก็ยังคงผสมลิเธียมที่เพิ่มเข้ามาออกสู่ชั้นก๊าซส่วนนอก แต่สภาวะที่ฐานการพาไม่ได้ร้อนมากพอที่จะลบสัญญาณได้ในทันที ดาวจึงมี “แผลเป็น” สารเคมีให้ตรวจจับได้ การประเมินบอกว่าระดับลิเธียมที่พบ น่าจะมาจากการกลืนวัสดุสารหินประมาณ 3 ถึง 10 เท่ามวลโลก ทำให้เกิดลิเธียมสดใหม่ที่พุ่งสูงในชั้นบรรยากาศที่น่าจะขาดแคลนลิเธียมของพวกมัน
นี่ไม่ใช่วัสดุสารแบบมื้ออาหารว่าง แต่ก็ไม่ได้เป็นเมนคอร์ส ดาวเคราะห์หินที่อยู่ใกล้พบได้เป็นเรื่องปกติรอบแคระแดง และงานทางทฤษฎีก็ทำนายมานานแล้วว่าการอพยพ(migration), การกระจายด้วยแรงโน้มถ่วง(gravitational scattering), การผ่านเข้าใกล้ของดาวอื่นในกระจุก, ผลจากความต่างของแรงโน้มถ่วง(tidal effects) หรือแรงบิดแม่เหล็ก(magnetic torque) ส่งดาวเคราะห์หรือวัตถุดิบก่อตัวดาวเคราะห์(planetesimals) เข้าหาดาวฤกษ์ในช่วงต้นของการก่อตัวระบบดาวเคราะห์และอาจจะกระทั่งเกิดขึ้นในระบบสุริยะของเราเองในช่วงเริ่ม
ดาวฤกษ์แคระแดงในกระจุกเหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับชุดทดลองควบคุม(controlled test) ดาวในกระจุกจะทราบอายุและมวลเป็นอย่างดี และการมีอยู่ของพี่น้องคล้ายๆ กันมากมาย ก่อตัวขึ้นจากวัสดุสารเริ่มต้นเหมือนกัน ก็หมายความว่าสามารถสังเกตเห็นแม้แต่ความแตกต่างในปริมาณสารเคมีเพียงเล็กน้อยได้ง่ายกว่า สภาพแวดล้อมร่วมช่วยจำกัดชุดเปรียบเทียบ และเกิดความเปรียบต่างในปริมาณลิเธียมให้เห็น
ดาวแคระแดงทั้งหกดวงนั้นโดยพื้นฐานแล้วแยกแยะจากญาติพี่น้องของพวกมันแทบไม่ได้ ยกเว้นแต่ปริมาณลิเธียม พวกนอกคอกที่อุดมด้วยลิเธียมมีประมาณ 2-3% ของดาวในกระจุกที่ช่วงอายุดังกล่าว ผู้เขียนเขียนไว้ แต่ตัวเลขนี้ก็ยังเป็นขั้นต่ำสุด ลิเธียมอาจจะหายไปเร็วกว่าที่คิดขึ้นอยู่กับมวลของวัตถุ และกับแบบจำลองใดที่ถูกใช้เพื่อประเมินว่าลิเธียมจะอยู่ได้นานแค่ไหน ตัวเลขข้างต้นอาจจะเป็นตัวเลขจริงถ้าลิเธียมอยู่รอดได้นานพอ
พิภพหินรอบดาวฤกษ์แคระแดง
เป็นที่ทราบกันว่าดาวเคราะห์นอกระบบที่คล้ายโลก และโลกใบใหญ่(super-Earth) พบได้ทั่วไปรอบแคระแดง ผู้เขียนเขียนไว้ เราทราบสิ่งนี้จากการศึกษาประชากรดาวเคราะห์นอกระบบ โดยมีระบบ TRAPPIST-1 เป็นตัวอย่างที่รู้จักกันดีที่สุด ดาวเคราะห์มวลช่วงดังกล่าวสามารถสร้างสัญญาณลิเธียมอย่างที่พบบนแคระแดงทั้ง 6 เมื่อพวกมันถูกกลืนไป
ถ้าคำอธิบายนี้ได้รับการพิสูจน์ว่าถูกต้อง แคระแดงที่อุดมด้วยลิเธียมก็จะเป็นหน้าต่างบานใหม่ที่เปิดสู่ชีวิตในช่วงต้นของระบบดาวเคราะห์ ช่วยให้สำรวจเวลาที่เกิดการกินวัสดุสารหินหรือดาวเคราะห์, วัสดุสารมีปริมาณมากแค่ไหน และระบบดาวเคราะห์รอบแคระแดงจะมีเส้นทางวิวัฒนาการที่แตกต่างจากระบบรอบดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์หรือไม่ และยังช่วยขัดเกลาแบบจำลองการอพยพของดาวเคราะห์และความไร้เสถียรภาพในช่วงไม่กี่ร้อยล้านปีแรกในระบบ
แหล่งข่าว phys.org : red dwarf stars detected “eating” Earth-like planets
thebrighterside.news : astronomers observe six red dwarf stars “eating” Earth-like planets
universetoday.com : earthly hors d’oeuvres for hungry red dwarfs
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
