โดยปกติแล้ว ภาพจำของเราที่มีต่อดาวฤกษ์มักมีดาวเคราะห์หรือดาวบริวารขนาดเล็กหมุนวนอยู่รอบมันห่าง ๆ (อย่างห่วง ๆ ) แต่ไม่ใช่กับการค้นพบครั้งใหม่นี้ เมื่อทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติใช้ดาวเทียมสำรวจดาวเคราะห์นอกระบบเทสส์ (Transiting Exoplanet Survey Satellite: TESS) ของนาซา และกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ (Spitzer Space Telescope) ที่เกษียณแล้ว พบดาวเคราะห์ดวงแรกโคจรรอบดาวแคระขาวอย่างใกล้ชิด โดยดาวฤกษ์ที่ทำหน้าที่เหมือนดวงอาทิตย์นี้ มีขนาดใหญ่กว่าโลกเพียง 40% เท่านั้น
ดาวแคระขาว ดาวบริวาร และการตรวจพบ
เพื่อให้เข้าใจความว้าวของการค้นพบนี้ ก่อนอื่นเรามาทำความรู้จักดาวที่เกี่ยวข้องกันก่อน เริ่มจาก ดาวแคระขาว (White dwarf) หรือบางคนอาจเรียกมันว่า ดาวแคระเสื่อม (Degenerate dwarf) และเหตุที่เรียกเช่นนั้นก็เป็นเพราะมันคือ ดาวฤกษ์มวลไม่มากที่อยู่ในช่วงสุดท้ายของวิวัฒนาการ ดาวฤกษ์มวลไม่มากนั้นมีปริมาณถึง 97% ของดาวฤกษ์ที่พบในกาแล็กซีทางช้างเผือก (ดวงอาทิตย์ของเราเองก็เข้าข่ายเช่นกัน) นั่นหมายความว่า มีดาวแคระขาวในจักรวาลมากมายตามไปด้วย และซึ่งที่น่าตื่นเต้นนั่นคือการพบว่ามันยังมีดาวบริวารดวงใหญ่โคจรอยู่ใกล้ ๆ ไม่ห่างเลย
‘WD 1856 b‘ คือชื่อของดาวบริวารที่ว่า มันมีขนาดประมาณดาวพฤหัสบดี ใหญ่กว่าดาวแคระขาว ‘WD 1856 + 534′ ที่โคจรรอบอยู่ถึงประมาณเจ็ดเท่า มันวนรอบดาวแคระดาวดวงนี้ด้วยอัตรา 34 ชั่วโมง/รอบ ซึ่งเร็วกว่าดาวพุธที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ของเราถึง 60 เท่า
การตรวจสอบท้องฟ้าขนาดใหญ่ของดาวเทียมเทสส์ที่เรียกว่า ‘เซกเตอร์ (Sectors)’ กินเวลาเกือบหนึ่งเดือนต่อครั้ง การจ้องมองที่ยาวนานนี้ทำให้ดาวเทียมสามารถค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะได้ ด้วยการจับการเปลี่ยนแปลงของความสว่างของดาวฤกษ์ที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเคราะห์ผ่านหน้าหรือเคลื่อนผ่านดาวแม่ของมัน (Transit) และนั่นจึงทำให้มันตรวจพบ WD 1856 b ที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 80 ปีแสง บริเวณกลุ่มดาวมังกร (Draco) มันโคจรรอบดาวแคระขาว WD 1856 + 534 ที่เย็นและสงบ ซึ่งมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 18,000 กิโลเมตร และอาจมีอายุถึง 10 พันล้านปี และเป็นหนึ่งในสมาชิกที่อยู่ห่างไกลของระบบดาวสามดวง
การสร้างดาวแคระขาว = การทำลายดาวบริวาร ?
แอนดรูว์ แวนเดอเบิร์ก (Andrew Vanderburg) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน แมดิสัน (University of Wisconsin-Madison) ผู้ทำงานวิจัยเกี่ยวกับระบบดาวนี้ ซึ่งเผยแพร่ในวารสาร Nature เมื่อวันที่ 17 กันยายน ที่ผ่านมา กล่าวว่า “น่าแปลกที่ WD 1856 b เข้าใกล้ดาวแคระขาวมากและยังคงสภาพเดิมของมันไว้ได้ เนื่องจากโดยปกติแล้ว กระบวนการสร้างดาวแคระขาว จะทำลายดาวที่อยู่ใกล้เคียง แรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวจะฉีกทึ้งทุกสิ่งที่เข้าใกล้ดาวมากเกินไป เราจึงต้องศึกษาว่ามันเป็นไปได้อย่างไร “
เมื่อดาวฤกษ์ใช้เชื้อเพลิงไปจนหมดมันจะพองตัวขึ้นร้อยถึงหลายพันเท่าของขนาดเดิม กลายเป็นดาวยักษ์สีแดงที่เย็นกว่า และเมื่อมันปล่อยก๊าซชั้นนอกออกมาเรื่อย ๆ และสูญเสียมวลไปถึง 80% แกนร้อนที่เหลือจะกลายเป็นดาวแคระขาว โดยทั่วไปวัตถุที่อยู่ใกล้เคียงจะถูกกลืนเข้าไปและเผาไหม้ในระหว่างกระบวนการนี้ และคำว่า ‘ใกล้เคียง’ นั้นก็ครอบคลุมระยะห่างของ WD 1856 b กับดาวแคระขาว ทีมของแวนเดอร์เบิร์กประเมินไว้ว่า ระยะห่างที่ดาวบริวารจะคงอยู่ได้ ต้องอยู่ห่างอย่างน้อยถึง 50 เท่าจากที่ตั้งในปัจจุบัน
เมื่อเทียบกับดาวเคราะห์แคระขาว WD 1856 + 534 (สีเหลืองส้ม) และระยะการโคจรอันแนบชิดจนแทบจะเป็นการ ‘กอด’ กัน
Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center
ซิยี่ ฉู (Siyi Xu) หนึ่งในผู้เขียนงานวิจัยร่วมและผู้ช่วยนักดาราศาสตร์จากหอสังเกตการณ์เจมีนีนานาชาติ (International Gemini Observatory) ในฮาวายกล่าวว่า “เราทราบมานานแล้วว่า หลังการก่อเกิดดาวแคระขาว วัตถุขนาดเล็กที่อยู่ห่างไกลเช่น ดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง อาจเกิดการหันเหทิศทางเข้าหาดาวแคระขาวได้ แต่โดยปกติแล้วพวกมันจะถูกดึงทึ้งด้วยแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งของดาวแคระขาวและกลายเป็นเศษซาก เราไม่เคยพบลักษณะวัตถุเช่นนั้นที่ยังคงสภาพไว้ได้มาก่อน นั่นจึงเป็นเหตุผลที่ฉันรู้สึกตื่นเต้นมากเมื่อเราพบ WD 1856 b”
ทีมวิจัยได้ตั้งสมมติฐานเกี่ยวกับการโคจรเป็นวงรีรอบดาวแคระขาวของดาวดังกล่าวว่า วิถีโคจรจะกลายเป็นวงกลมมากขึ้น เมื่อเวลาผ่านไปแรงโน้มถ่วงของดาว จะทำให้เกิดกระแสน้ำหนักมหาศาลที่ส่งผลให้ลักษณะการโคจรของมันค่อย ๆ เปลี่ยนแปลงไป
จูเลียต เบคเกอร์ (Juliette Becker) ผู้ร่วมเขียนงานวิจัยนี้ และนักวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์ที่แคลเทค (California Institute of Technology: Caltech) อธิบายว่า อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงที่มีต่อวัตถุขนาดใหญ่อาจทำให้เกิดความไม่เสถียร ซึ่งทำให้เกิดการดึงดาวเคราะห์เข้าหาดาวฤกษ์ได้ แต่นั่นก็เป็นเพียงทฤษฎีเบื้องต้นเท่านั้น ยังขาดข้อมูลสนับสนุนอีกมาก
(อ่านต่อหน้า 2 คลิกด้านล่างเลย)
