ดิสก์ฝุ่นที่เรียบเนียนของเวกา
ในภาพยนตร์ Contact ปี 1997 ที่ปรับแต่งจากนวนิยายในปี 1985 ของ คาร์ล ซาแกน ตัวละครนำนักวิทยาศาสตร์ Ellie Arroway ซึ่งแสดงโดย โจดี้ ฟอสเตอร์ ได้ใช้รูหนอนที่เอเลี่ยนสร้างในอวกาศ เพื่อเดินทางไปที่ดาวฤกษ์เวก้า(Vega) เธอโผล่มาในพายุหิมะของเศษซากรอบดาวฤกษ์นี้ แต่ไม่เหลือดาวเคราะห์ให้เห็นแล้ว ซึ่งดูแล้วนักสร้างภาพยนตร์จะพูดถูก
ทีมนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยอริโซนา ทุซอน ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและเจมส์เวบบ์ เพื่อสำรวจดิสก์เศษซากที่มีเส้นผ่าศูนย์กลางเกือบ 1.6 แสนล้านกิโลเมตรรอบเวก้าในรายละเอียด จากฮับเบิลและเวบบ์ คุณก็ได้ภาพเวก้าที่คมชัดอย่างมากนี้ มันเป็นระบบที่เป็นปริศนาเนื่องจากมันไม่เหมือนกับดิสก์ล้อมรอบดาว(circumstellar disks) อื่นๆ ที่เราเคยเห็น Andras Gaspar สมาชิกทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยอริโซนา กล่าว ดิสก์ของเวก้านั้นราบเรียบจนชวนอึ้ง
เรื่องประหลาดประการใหญ่สำหรับทีมวิจัยก็คือ ไม่มีหลักฐานใดๆ ให้เห็นเลยว่ามีดาวเคราะห์ขนาดใหญ่สักดวงกำลังกวาดถางในดิสก์ที่หันหน้า(face-on) นี่ทำให้เราต้องกลับมาคิดถึงช่วงความหลากหลายของระบบดาวเคราะห์ต่างด้าว Kate Su จากมหาวิทยาลัยอริโซนา ผู้เขียนนำรายงานเสนอการค้นพบของเวบบ์ กล่าว
เวบบ์มองเห็นการเรืองอินฟราเรดจากดิสก์ของอนุภาคที่มีขนาดพอๆ กับทราย ที่หมุนวนไปรอบดาวฤกษ์สีฟ้าขาวร้อนแรงดวงนี้ซึ่งสว่างกว่าดวงอาทิตย์ 40 เท่า ฮับเบิลจับแสงจากกลุ่มฝุ่นรอบนอกของดิสก์นี้ ซึ่งมีอนุภาคพอๆ กับในควันซึ่งกำลังสะท้อนแสงดาวออกมา
ซ้ายเป็นภาพดิสก์ของเวก้าจากฮับเบิล ดิสก์เป็นวงกลมสมบูรณ์แบบ และที่ใจกลางเป็นจุดสีดำที่กันแสงจ้าของดาวฤกษ์ไว้ ใกล้กับใจกลางดิสก์มีสีขาวขอบส่วนนอกของดิสก์มีสีฟ้า ขวาเป็นภาพจากเวบบ์ มีสีส้ม, ราบเรียบและมีกลดฝ้าเลือน ดิสก์ส่วนในเป็นสีขาวมากขึ้นจนถึงใจกลาง และมีแถบสีมืดอยู่ระหว่างดิสก์วงในและดิสก์วงนอกที่มีสีส้มเข้มกว่า ดิสก์เองก็เป็นวงกลม โดยมีจุดสีดำในใจกลางเนื่องจากขาดแคลนข้อมูลเนื่องจากความอิ่มตัว
การกระจายของฝุ่นในดิสก์เศษซากรอบเวก้านั้นเป็นชั้นๆ เนื่องจากแรงดันของแสงดาวได้ผลักอนุภาคขนาดเล็กออกไปได้เร็วกว่าอนุภาคขนาดใหญ่ ฟิสิกส์ชนิดที่แตกต่างกันจะวางอนุภาคที่มีขนาดแตกต่างกันไว้ในตำแหน่งที่ต่างกัน Schuyler Wolff จากทีมอริโซนา ซึ่งเป็นผู้เขียนนำรายงานที่นำเสนอการค้นพบจากฮับเบิล กล่าว ความจริงที่ว่าเรากำลังได้เห็นการจัดแจงขนาดอนุภาคฝุ่นช่วยให้เราได้เข้าใจพลวัตที่ซ่อนอยู่ในดิสก์รอบดาวนี้
ดิสก์ของเวก้ามีช่องว่างขนาดเล็กอยู่ที่ราว 60 AU จากดาวฤกษ์ หรือราวสองเท่าระยะวงโคจรเนปจูนจากดวงอาทิตย์ แต่ที่เหลือก็ราบเรียบมากจนกระทั่งมันเลือนหายไปในแสงจ้าของดาวฤกษ์ นี่แสดงว่าไม่มีดาวเคราะห์ที่มีขนาดใหญ่จนถึงเนปจูน อยู่รอบๆ ในวงโคจรที่กว้างอย่างในระบบของเราเลย เรากำลังได้เห็นรายละเอียดว่าในหมู่ดิสก์รอบดาวฤกษ์เองก็มีความหลากหลายมากแค่ไหน และความหลากหลายผูกติดกับระบบดาวเคราะห์ที่ซ่อนอยู่อย่างไรบ้าง
เรากำลังได้พบเกี่ยวกับระบบสุริยะมากมาย แม้ว่าเราจะมองไม่เห็นว่าดาวเคราะห์ที่ซ่อนอยู่มีสภาพอย่างไร Su กล่าวเสริม ยังคงมีสิ่งที่ไม่รู้เกี่ยวกับกระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์เหลืออยู่อีก และฉันคิดว่าการสำรวจเวก้าครั้งใหม่ๆ กำลังจะช่วยระบุแบบจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์ที่ใช้ได้
ดาวที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่จะสะสมมวลสารจากดิสก์ฝุ่นก๊าซที่เป็นเมฆแบนที่เหลืออยู่หลังจากที่ดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นแล้ว ในช่วงทศวรรษ 1990 ฮับเบิลได้พบดิสก์รอบดาวฤกษ์ที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่จำนวนมาก ดิสก์จึงน่าจะเป็นพื้นที่สำหรับการก่อตัวดาวเคราะห์, อพยพ และบางครั้งก็มีการทำลาย ดาวที่โตเต็มวัยอย่างเวก้ามีดิสก์ฝุ่นที่อุดมด้วยซากจากการชนที่เกิดขึ้นจากดาวเคราะห์น้อยในวงโคจรและเศษซากจากดาวหางที่กำลังระเหย
ดิสก์เศษซากรอบเวกาโดยเวบบ์ อธิบายโครงสร้างส่วนต่างๆ ของดิสก์
นี่เป็นวัตถุโบราณที่อยู่รอดมาจนถึง 450 ล้านปีซึ่งเป็นอายุปัจจุบันของเวก้า ฝุ่นในระบบสุริยะของเราที่มองเห็นเป็นแสงจักรราศี(Zodiacal light) ก็มาจากวัตถุขนาดเล็กที่พ่นฝุ่นด้วยอัตราราว 10 ตันต่อวินาที ฝุ่นนี้ฟุ้งไปทั่วๆ ดาวเคราะห์ จึงเป็นวิถีทางที่ใช้ตรวจหาดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์อื่น โดยไม่จำเป็นต้องมองเห็นดาวเคราะห์ได้โดยตรง ก็เพียงแค่เฝ้าดูผลกระทบที่เกิดขึ้นกับฝุ่นเหล่านี้
แต่เวก้าก็มีความไม่ปกติอยู่เนืองๆ Wolff กล่าว สถาปัตยกรรมในระบบเวก้านั้นแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดกับระบบของเรา ซึ่งมีดาวเคราะห์ยักษ์อย่างดาวพฤหัสฯ และดาวเสาร์กำลังกอบฝุ่นไม่ให้กระจายไปเหมือนในเวก้า เมื่อเทียบกับฟอมัลโอท์(Fomalhaut) ดาวฤกษ์ใกล้ๆ อีกดวงซึ่งก็อยู่ในระยะทาง, อายุ และอุณหภูมิใกล้เคียงกับเวก้า แต่โครงสร้างดิสก์รอบฟอมัลโอท์กลับแตกต่างอย่างยิ่ง โดยฟอมัลโอท์มีแถบเศษซากอยู่ 3 แถบ
ดาวเคราะห์น่าจะเป็นวัตถุที่ต้อนฝุ่นรอบๆ ฟอมัลโอท์ โดยแรงโน้มถ่วงจะดักฝุ่นให้กลายเป็นวงแหวน แต่ก็ยังจำแนกไม่พบดาวเคราะห์เลยแต่อย่างใด จากความคล้ายคลึงทางกายภาพระหว่างเวก้ากับฟอมัลโอท์ เพราะเหตุใด ฟอมัลโอท์จึงดูเหมือนจะก่อตัวดาวเคราะห์ได้ แต่เวก้ากลับไม่ได้ George Rieke สมาชิกทีมจากมหาวิทยาลัยอริโซนา สมาชิกทีมวิจัย กล่าว ความแตกต่างคืออะไร สภาพแวดล้อมรอบดาวหรือตัวดาวเองที่สร้างความต่างหรือไม่ สิ่งที่น่างุนงงก็คือฟิสิกส์เดียวกันนี้ก็เกิดขึ้นกับทั้งสองที่
ดิสก์เศษซษกรอบดาวฤกษ์ฟอมัลโอท์ โดย MIRI ของเวบบ์
เวก้าซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวพิณ(Lyra) เป็นดาวที่สว่างที่สุดดวงหนึ่งบนท้องฟ้า เวก้าเป็นตำนานเนื่องจากมันให้หลักฐานชิ้นแรกของวัสดุสารที่ล้อมรอบดาวฤกษ์ ซึ่งน่าจะเป็นวัสดุสารที่ใช้สร้างดาวเคราะห์ ซึ่ง Immanuel Kant เป็นคนแรกที่ตั้งสมมุติฐานนี้ในปี 1775 แต่ต้องใช้เวลาอีกราว 200 ปีเศษก่อนที่จะมีหลักฐานจากการสำรวจในปี 1984 ดาวเทียม IRAS ตรวจสอบแสงอินฟราเรดที่เหลือล้นจากฝุ่นอุ่น ซึ่งแปลผลว่าเป็นเปลือกหรือดิสก์ของฝุ่นที่แผ่ออกไปราว 2 เท่าวงโคจรของพลูโตรอบดวงอาทิตย์
ในปี 2005 กล้องโทรทรรศน์อวกาศอินฟราเรดสปิตเซอร์ ทำแผนที่วงแหวนฝุ่นรอบเวก้า ซึ่งยืนยันเพิ่มเติมโดยการสำรวจด้วยกล้องโทรทรรศน์เสี้ยวมิลลิเมตรซึ่งรวมถึง หอสังเกตการณ์เสี้ยวมิลลิเมตรของคาลเทค บนเมานาคี ฮาวาย และ ALMA ในชิลี และกล้องโทรทรรศน์อวกาศเฮอร์เชล แต่ไม่มีกล้องตัวใดเลยที่มองเห็นรายละเอียดได้มากอย่างนี้ การสำรวจจากฮับเบิลและเวบบ์ร่วมกันได้ให้รายละเอียดมากมายจนมันพลิกโฉมระบบเวก้าใหม่ทั้งหมด Rieke กล่าว รายงานสองฉบับจากทีมอริโซนาเผยแพร่ใน Astrophysical Journal
แหล่งข่าว webbtelescope.org : NASA’s Hubble, Webb probe surprisingly smooth disk around Vega
phys.org : Hubble and Webb probe surprisingly smooth disk around Vega
iflscience.com : Vega has a disk of material around it- and it is shockingly smooth
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
