ไขปริศนาโลหะจากวงโคจรรอบดาวแคระขาวผู้หิวโหย
ดาวฤกษ์ที่สิ้นอายุขัย 97% จะกลายเป็น ดาวแคระขาว (white dwarfs) มีมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์แต่มีขนาดใกล้เคียงกับโลก พวกมันมีอยู่ทั่วไปในกาแล็กซีของเรา เมื่อดาวฤกษ์มีเชื้อนิวเคลียร์ฟิวชันที่ใจกลางเริ่มหมดลง แกนกลางของพวกมันก็พังทลายลงไปสู่ลูกบอลที่มีความหนาแน่นสูงสู่ดาวแคระขาว
ในระหว่างกระบวนการ องค์ประกอบทางเคมีของเศษซากดาวฤกษ์เหล่านี้ยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักดาราศาสตร์มานานหลายปี การมีอยู่ของธาตุโลหะหนัก เช่น ซิลิคอน แมกนีเซียม และแคลเซียม บนพื้นผิวของวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัดเหล่านี้เป็นการค้นพบที่ท้าทายของเราเกี่ยวกับพฤติกรรมของดวงดาว
ในผลลัพธ์ที่รายงานในรายงานใหม่ใน The Astrophysical Journal Letters (23/04/2024) นักวิจัย Akiba พร้อมด้วย JILA Fellow และ University of Colorado Boulder ศาสตราจารย์ Ann-Marie Madigan ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ฟิสิกส์และดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยโคโลราโด และนักศึกษาระดับปริญญาตรี Selah McIntyre เชื่อว่าพวกเขาได้พบเหตุผลว่า ดาวซอมบี้เหล่านี้กลืนกินดาวเคราะห์ใกล้เคียง (planetesimals) ได้อย่างไร
นักวิจัยได้ใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองดาวแคระขาวที่ได้รับ (ดึงดูดสสาร) "การเตะโดยกำเนิด (natal kick)" ระหว่างการก่อตัว (ซึ่งสังเกตพบแล้ว) ซึ่งมีสาเหตุจากการสูญเสียมวลแบบไม่สมมาตร (ตามภาพหน้าปก) การเคลื่อนที่และพลศาสตร์ของวัตถุที่อยู่รอบๆ เปลี่ยนแปลงไป
ในการทดสอบ 80% ที่นักวิจัยสร้างแบบจำลองจากการสังเกตจากการเตะ วงโคจรของดาวหางและดาวเคราะห์น้อยที่อยู่ในระยะ 30 ถึง 240 AU ของดาวแคระขาว (ซึ่งสัมพันธ์กับระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์-ดาวเนปจูนและไกลกว่านั้น) จะยืดออกและอยู่ในแนวเดียวกัน นอกจากนี้ ประมาณ 40% ของดาวเคราะห์ที่ถูกกลืนกินในเวลาต่อมามาจากวงโคจรที่หมุนสวนทางกัน (ถอยหลัง)
นักวิจัยยังได้ขยายการจำลองเพื่อตรวจสอบพลวัตของดาวแคระขาวหลังจากผ่านไป 100 ล้านปี พวกเขาพบว่า ดาวเคราะห์ใกล้เคียงของดาวแคระขาวยังคงมีวงโคจรที่ยาวและเคลื่อนที่เป็นหน่วยเดียวกัน ซึ่งเป็นผลลัพธ์ที่ไม่เคยเห็นมาก่อน
“เรารู้ว่าถ้ามีโลหะหนักเหล่านี้อยู่บนพื้นผิวของดาวแคระขาว ดาวแคระขาวก็มีความหนาแน่นมากพอที่โลหะหนักเหล่านี้จะจมลงสู่แกนกลางอย่างรวดเร็ว” Tatsuya Akiba นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ JILA อธิบาย “ดังนั้น คุณไม่ควรเห็นโลหะใดๆ บนพื้นผิวของดาวแคระขาว เว้นแต่ว่าดาวแคระขาวจะกินอะไรบางอย่างอยู่”
แม้ว่าดาวแคระขาวอาจกลืนกินวัตถุใกล้เคียงหลายชนิด เช่น ดาวหางหรือดาวเคราะห์น้อย แต่ความซับซ้อนของกระบวนการนี้ยังไม่ได้รับการสำรวจอย่างสมบูรณ์ อย่างไรก็ตาม พฤติกรรมนี้อาจถือเป็นกุญแจสำคัญในการไขปริศนาเกี่ยวกับองค์ประกอบโลหะของดาวแคระขาว ซึ่งอาจนำไปสู่การเปิดเผยที่น่าตื่นเต้นเกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของดาวแคระขาว
บทความโดย
One To Many - A Brief Science
.
แหล่งอ้างอิง
[1] Hungry, Hungry White Dwarfs: Solving the Puzzle of Stellar Metal Pollution
[2] Tidal Disruption of Planetesimals from an Eccentric Debris Disk Following a White Dwarf Natal Kick
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
