สำรวจการเคลื่อนที่บนพื้นผิว R Doradus
เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ได้จับภาพดาวฤกษ์ดวงอื่นนอกเหนือจากดวงอาทิตย์ไว้ด้วยรายละเอียดที่สูงพอที่จะตามรอยการเคลื่อนที่ของฟองก๊าซบนพื้นผิวของมัน
ภาพดาวฤกษ์ R Doradus ในช่วงวิทยุโดย ALMA(Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ในเดือนกรกฎาคมและสิงหาคม 2023 ได้แสดงฟองก๊าซร้อนขนาดยักษ์ ซึ่งมีขนาดถึง 75 เท่าดวงอาทิตย์ ปรากฏบนพื้นผิวและจมลงสู่ภายในดาวฤกษ์ได้เร็วกว่าที่คาดไว้ 3 เท่า
Wouter Vlemmings ศาสตราจารย์ที่มหาวิทยาลัยเทคโนโลจีแห่งชัลเมอร์ ในสวีเดน และผู้เขียนนำการศึกษาที่เผยแพร่ใน Nature กล่าวว่า นี่เป็นครั้งแรกที่เผยให้เห็นพื้นผิวเป็นฟองของดาวฤกษ์จริงๆ ได้ เราไม่เคยคาดคิดว่าจะได้ข้อมูลที่มีคุณภาพสูงอย่างนี้ จนเราสามารถมองเห็นรายละเอียดมากมายของการพาบนพื้นผิวดาว
โครงสร้างของดวงอาทิตย์(ภาพบน) ตั้งแต่พื้นผิวที่มองเห็นได้(photosphere) จนถึงแกนกลางที่มีการสร้างพลังงานจากนิวเคลียร์ฟิวชั่นหลอมไฮโดรเจน พลังงานที่ได้จะออกจากแกนกลางโดยการแผ่รังสี จนถึงส่วนที่เป็นการพา สร้างเป็นเซลล์ที่ก๊าซร้อนลอยขึ้นและเมื่อเย็นตัวลงก็จะจมลง ที่เรียกว่า กรานูล(granules-ภาพล่าง)
ดาวสร้างพลังงานในแกนกลางผ่านการหลอมนิวเคลียส(nuclear fusion) พลังงานนี้จะถูกนำออกมาสู่พื้นผิวดาว เป็นฟองก๊าซร้อนขนาดมหึมา ซึ่งหลังจากนั้นจะเย็นตัวลงและจมลง เหมือนกับตะเกียงลาวา(lava lamp) การเคลื่อนที่แบบนี้ ซึ่งเรียกกันว่า การพา(convection) กระจายธาตุหนักที่ก่อตัวในแกนกลางอย่างเช่น คาร์บอนและไนโตรเจน ไปทั่วดาวฤกษ์ และยังคิดกันว่าทำให้เกิดลมดวงดาว(stellar wind) ซึ่งนำธาตุเหล่านี้ออกสู่อวกาศเพื่อสร้างดาวและดาวเคราะห์รุ่นใหม่ๆ
ไม่เคยมีการติดตามการเคลื่อนที่แบบการพาบนดาวฤกษ์อื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์ จนเมื่อใช้ ALMA ทีมจึงสามารถถ่ายภาพพื้นผิว R Doradus ในความละเอียดสูงได้ตลอดช่วง 1 เดือน R Doradus เป็นดาวยักษ์แดงซึ่งมีเส้นผ่าศูนย์กลางราว 450 เท่าดวงอาทิตย์ และอยู่ห่างออกไป 180 ปีแสงในกลุ่มดาวปลากระโทง
แทง(Dorado) ขนาดที่ใหญ่และความใกล้โลกทำให้มันเป็นเป้าหมายที่ดีเยี่ยมในการสำรวจรายละเอียด
ภาพสามช่องจาก ALMA จากซ้ายไปขวาได้จากวันที่ 18-07, 27-07 และ 02-08 แต่ละภาพแสดงทรงกลมสีเหลืองเบลอที่มีปื้นสว่างและมืด บนพื้นหลังสีน้ำตาล ปื้นทั้งหลายเคลื่อนตัวและเปลี่ยนแปลงในแต่ละภาพ
ยิ่งกว่านั้น มวลของมันยังใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ ซึ่งหมายความว่า R Doradus น่าจะมีความคล้ายคลึงกับสภาพในอนาคตของดวงอาทิตย์ ในอีก 5 พันล้านปีข้างหน้า เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นยักษ์แดง
Theo Khouri นักวิจัยที่ชัลเมอร์ ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมการศึกษานี้ กล่าวเสริมว่า การพาได้สร้างโครงสร้างกรานูล(granules) ที่มองเห็นได้บนพื้นผิวดวงอาทิตย์ของเราซึ่งมีขนาดเพียง 1000 กิโลเมตรและการพาเกิดขึ้นราว 20 นาทีก่อนจะจมหายไป แต่ก็ยากที่จะเห็นได้จากดาวอื่น ด้วย ALMA ขณะนี้เราจึงไม่เพียงแต่มองเห็นกรานูลการพาได้โดยตรง ซึ่งมีขนาดถึง 75 เท่าดวงอาทิตย์ แต่ยังตรวจสอบได้เป็นครั้งแรกว่ามันเคลื่อนที่ได้เร็วแค่ไหน
ในปี 2018 นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) สำรวจรูปแบบเซลส์การพาบนพื้นผิวดาวยักษ์แดง π1 Gruis โดยใช้มาตรแทรกสอดในช่วงอินฟราเรดใกล้
กรานูลของ R Doradus ดูเหมือนจะเคลื่อนที่ในวัฏจักรที่นาน 1 เดือน ซึ่งเร็วกว่าที่นักวิทยาศาสตร์คาดไว้จากรูปแบบการพาบนดวงอาทิตย์(แต่เนื่องากดวงอาทิตย์เป็นดาววิถีหลักที่กำลังหลอมไฮโดรเจน) เรายังไม่ทราบแน่ชัดถึงเหตุผลความแตกต่างนี้ ดูเหมือนว่าการพาเปลี่ยนแปลงไปเมื่อดาวมีอายุมากขึ้นในแบบที่เราก็ยังไม่เข้าใจนัก Vlemmings กล่าว
การสำรวจลักษณะนี้กับ R Doradus กำลังช่วยเราให้เข้าใจว่าดาวอย่างดวงอาทิตย์มีพฤติกรรมอย่างไร แม้แต่เมื่อมันพองตัวและเย็นตัวลงเหมือน R Doradus ในตอนนี้ Bojnodi Arbab นักศึกษาปริญญาเอกที่ชัลเมอร์ ซึ่งเป็นสมาชิกในทีม กล่าวสรุปว่า เป็นเรื่องที่น่าตื่นเต้นมากที่ขณะนี้เราสามารถถ่ายภาพพื้นผิวดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลได้โดยตรง และสำรวจฟิสิกส์ที่ขณะนี้เกือบทั้งหมดทำกับแค่ดวงอาทิตย์เท่านั้น
ภาพมุมกว้างแสดงดาวสีส้มขนาดใหญ่และสว่างมากดวงหนึ่ง R Doradus
แหล่งข่าว eso.org : astronomers track bubbles on star’s surface in most detailed video yet
skyandtelescope.com : astronomers watch a giant star blow bubbles
sciencealert.com : bubble 75x larger than our sun are boiling on this distant star’s surface
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
