จุดด่างดวงบนพื้นผิวโพลาริส
มนุษยชาติโชคดีที่มีดาวฤกษ์ดวงหนึ่งสถิตอยู่เกือบพอดีตำแหน่งขั้วเหนือของโลก ดาวซึ่งเรียกว่า โพลาริส หรือดาวเหนือ ได้นำทางกะลาสีเรือมาถึงเมืองท่าโดยปลอดภัย แต่โพลาริสก็ยังเป็นดาวที่น่าทึ่งในตัวมันเองด้วย ไม่ใช่เพียงเพราะตำแหน่งที่โดดเด่นของมัน
โพลาริส(Polaris) ซึ่งเป็นดาวเหนือ(North Star) แท้จริงแล้วเป็นระบบไตรดารา(triple star system) ดาวฤกษ์หลักPolaris Aa เป็นซุปเปอร์ยักษ์สีเหลือง และมีดาวข้างเคียง Polaris Ab ขนาดเล็กกว่าโคจรอยู่รอบๆ และรอบดาวคู่นี้ก็เป็น Polaris B และอาจจะยังมีดาวข้างเคียงมืดๆ อีกดวง โดยทั่วไป เวลาพูดถึงโพลาริส มักจะหมายถึง Polaris Aa
ซ้าย การใช้กระบวยใหญ่(The Big Dipper) ของกลุ่มดาวหมีใหญ่(Ursa Major) เพื่อหาตำแหน่งของดาวเหนือ ขวาบน ภาพจากฮับเบิลแสดงตำแหน่งของโพลาริส Polaris Aa ระบุเป็น Polaris A และดาวข้างเคียงในคู่คือ Polaris Ab โดยคู่นี้มี Polaris B โคจรอยู่ห่างๆ อีกที
โพลาริสไม่ได้เป็นดาวเหนือของเราตลอดไป ธูบาน(Thuban) เคยเป็นดาวเหนือมาก่อนตั้งแต่ 4000 ถึง 2000 ปีก่อนคริสตกาล กระทั่งการควงส่ายของแกนการหมุนรอบตัว(axial precession) ของโลกชี้ไปที่โพลาริส แต่ไม่ว่าโพลาริสจะเป็นดาวที่ขั้วเหนือหรือไม่ มันก็เป็นวัตถุที่น่าสนใจที่คุณสมบัติอาจช่วยเราเข้าใจเอกภพ
แม้อาจเหมือนตำแหน่งของโพลาริสบนท้องฟ้าดูแทบจะไม่ขยับไปเลย อย่างไรก็ตาม โพลาริสมีการเปลี่ยนแปลงในแบบอื่น มันเป็นดาวแปรแสง(variable star) ซึ่งเป็นดาวยักษ์ชนิดหนึ่งที่สว่างขึ้นและมืดลงเป็นรูปแบบที่เป็นจังหวะสม่ำเสมอซ้ำๆ ชนิดย่อยที่เรียกว่า เซเฟอิด(Cepheid) ซึ่งทำนายความสว่างได้ล่วงหน้าจากความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างคาบการหดพองกับกำลังสว่าง(luminosity) จึงถูกใช้เพื่อตรวจสอบระยะทาง พวกมันจึงเป็นเทียนมาตรฐาน และเป็นส่วนหนึ่งของขั้นบันไดในการวัดระยะทางในอวกาศ
เพื่อตรวจสอบโพลาริสให้ใกล้ชิดมากขึ้น ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Nancy Evans จากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์ฟิสิกส์สมิธโซเนียน ได้เริ่มทำแผนที่วงโคจรของ Polaris Ab ซึ่งเหวี่ยงตัวไปรอบๆ โพลาริสทุกๆ 30 ปี ด้วยความหวังที่จะทราบค่ามวลของโพลาริสและคุณลักษณะอื่นๆ ให้เที่ยงตรงมากขึ้น ผลที่ได้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal วันที่ 20 สิงหาคม
ระยะห่างที่ไม่มากและความสว่างที่เปรียบต่าง(contrast) สูงของดาวทั้งสอง ทำให้ท้าทายอย่างสุดขั้วที่จะแยกแยะดาวทั้งสองในระหว่างที่ผ่านเข้าใกล้กันมากที่สุด Evans กล่าว เพื่อแยกพวกมันออกจากกัน เธอจึงใช้เครือข่าย CHARA(Center for High Angular Resolution Astronomy) ซึ่งเป็นเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ขนาด 1 เมตรหกตัวบนยอดเมาท์วิลสัน ในคาลิฟอร์เนีย การรวมพลังของกล้องทั้งหกทำหน้าที่เสมือนเป็นกล้องโทรทรรศน์ขนาด 330 เมตรตัวเดียว
ด้วยการเพิ่มข้อมูลใหม่ๆ ให้กับการตรวจสอบก่อนหน้านั้นซึ่งรวมถึงที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ขณะนี้ทีมก็สามารถติดตามได้ถึงสามในสี่ของวงโคจรร่วมของดาวทั้งสอง และปรับประมาณการณ์ค่ามวลของโพลาริสจาก 3.5 เท่าเป็น 5.1 เท่ามวลดวงอาทิตย์ อย่างไรก็ตาม การประมาณค่ามวลได้รับผลจากวงโคจรที่รีมาก(eccentricity 0.63) จึงยังมีความคลาดเคลื่อนเกี่ยวกับมวลโพลาริสอยู่
ภาพแสดงแขนหนึ่งของมาตรแทรกสอด(interferometer) CHARA บนเมาท์วิลสัน
แม้จะเพิ่มมวลขึ้นมาแล้วก็ยังมีปํญหาอยู่ โพลาริสก็ยังมีกำลังสว่างมากกว่าที่มันควรจะเป็นจากเส้นทางวิวัฒนาการ ในรายงานเขียนไว้ว่าโพลาริสสว่างกว่าตามที่ทำนายไว้อย่างน้อย 0.4 อันดับความสว่าง(magnitude)
แต่นี่ก็ไม่ใช่เรื่องน่าประหลาดใจเลย เมื่อมันเป็นส่วนหนึ่งในปริศนาที่มีมานานที่เรียกกันว่า ปัญหามวลเซเฟอิด(Cepheid mass problem) นักดาราศาสตร์จะทราบค่ามวลเซเฟอิดได้ อาจใช้เส้นทางวิวัฒนาการ หรือผ่านคาบการหดพองตัวของเซเฟอิดเอง แต่วิธีการทั้งสองไม่สอดคล้องกันราว 10% การไขปริศนานี้อาจจะส่งผลต่อวิธีที่นักดาราศาสตร์ใช้เซเฟอิดเป็นเทียนมาตรฐานเพื่อตรวจสอบระยะทางในเอกภพ
ทีมยังใช้กล้อง MRC-X(Michigan Infrared Combiner-e Xeter) ที่ติดตั้งกับเครือข่าย CHARA เพื่อถ่ายภาพพื้นผิวโพลาริส ภาพที่ได้แสดงว่าโพลาริสมีขนาด 46 เท่าเส้นผ่าศูนย์กลางดวงอาทิตย์ ที่น่าสนใจก็คือ ภาพยังแสดงรายละเอียดพื้นผิวด้วย Gail Schaefer จากมหาวิทยาลัยจอร์เจียสเตท สมาชิกทีม ผู้อำนวยการเครือข่าย CHARA กล่าวว่า ภาพจาก CHARA เผยให้เห็นจุดสว่างและจุดมืดบนพื้นผิวโพลาริสซึ่งเปลี่ยนแปลงไปตามเวลา
การสำรวจพื้นผิวโพลาริสจาก CHARA ในช่วง 4 คืนระหว่างปี 2018 ถึง 2021
การมีจุดเหล่านี้สอดคล้องกับพฤติกรรมอื่นๆ ของโพลาริส ยกตัวอย่างเช่น เป็นที่ทราบว่ามันมีขนาดการแปรแสงที่ต่ำมาก(very low pulsation amplitude) ซึ่งหมายความว่าความแตกต่างระหว่างจุดที่มันสว่างที่สุดและมืดที่สุดนั้นน้อยกว่าเซเฟอิดส์อื่นๆ ชั้นบรรยากาศของมันอาจจะมีความคล้ายอย่างมากกับดาวซุปเปอร์ยักษ์(supergiant) ที่ไม่แปรแสงที่มีกิจกรรมบนพื้นผิวคล้ายกัน ชั้นบรรยากาศเหล่านั้นบางครั้งก็มีกิจกรรมน่าจะคล้ายกับจุดบนโพลาริส
จุดบนดาวยังเปิดหน้าต่างสู่ความเป็นไปในอนาคตในการตรวจสอบการหมุนรอบตัวของโพลาริส เหมือนกับที่กาลิเลโอใช้จุดดับดวงอาทิตย์เพื่อประเมินคาบการหมุนรอบตัวของดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์ทราบการแปรแสง 120 วันในการหดพองของโพลาริส และ Evans ก็สงสัยว่าค่าเดียวกันนี้น่าจะเป็นคาบการหมุนรอบตัวของดาวด้วย John Monnier สมาชิกทีมจากมหาวิทยาลัยมิชิกัน กล่าวว่า เราวางแผนที่จะถ่ายภาพโพลาริสในอนาคต เราหวังว่าจะเข้าใจกลไกที่สร้างจุดต่างๆ บนพื้นผิวโพลาริสได้ดีขึ้น
นักวิจัยบอกถึงความสำคัญในการพบการเปลี่ยนแปลงรายละเอียดบนพื้นผิวโพลาริส วัตถุที่มีขนาดใหญ่และอยู่ค่อนข้างใกล้อย่างโพลาริสได้ให้รายละเอียดและพฤติกรรมของมันได้จากการสำรวจโดยตรง ซึ่งจะช่วยปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับดาวที่พัฒนาตัว(evolved stars; ดาวที่พ้นจากช่วงหลอมไฮโดรเจนในแกนกลาง)
โพลาริสได้ช่วยนำทางบนโลกมาหลายพันปี แต่หลังจากผลสรุปเหล่านี้ มันก็จะช่วยชี้หนทางสู่ภาพของอวกาศที่ครบถ้วนสมบูรณ์ขึ้น
แหล่งข่าว skyandtelescope.com : see the surface of Polaris, the North Star.
universetoday.com : Polaris, Earth’s North Star, has a surprisingly spotted surface
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
