ระบบสุริยะที่ดูเหมือนของเรา … หลังจากที่โลกถูกทำลาย BY เลโต ซาปูนาร์ | เผยแพร่ 23 ต.ค. 2564 15:00 น ศาสตร์ ช่องว่าง
ดาวแคระขาวเป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็กที่ค่อยๆ เย็นลงเพราะไม่เผาผลาญเชื้อเพลิงนิวเคลียร์อีกต่อไป หอดูดาว WM Keck/Adam Makarenko
ทีมนักดาราศาสตร์พบซากของดาวฤกษ์ที่ตายแล้วซึ่งรู้จักกันในชื่อดาวแคระขาว ซึ่งมีดาวเคราะห์นอกระบบที่รอดตายซึ่งมีลักษณะคล้ายดาวพฤหัสบดี
ทีมงานใช้เทคนิคที่เรียกว่าไมโครเลนส์ (microlensing)
ซึ่งนักดาราศาสตร์รอให้ดาวสองดวงเรียงตัวกันอย่างสมบูรณ์แบบเมื่อมองจากพื้นโลก และดูว่าแสงจากดาวที่อยู่ห่างไกลโค้งงอด้วยแรงโน้มถ่วงของดาวที่อยู่ใกล้กันอย่างไร
ดาวแคระขาวเป็นดาวฤกษ์ขนาดเล็กที่ค่อยๆ เย็นลงเพราะไม่เผาผลาญเชื้อเพลิงนิวเคลียร์อีกต่อไป เมื่อมันใกล้ตาย ดาวฤกษ์อย่างดวงอาทิตย์ของเราจะขยายตัวเป็นดาวยักษ์แดง จากนั้นปล่อยชั้นนอกของพวกมันออกไป เหลือเพียงแกนกลางขนาดเล็กที่หนาแน่น นั่นคือดาวแคระขาว Joshua Blackman นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแทสเมเนียซึ่งเป็นผู้นำการศึกษากล่าวว่าส่วนที่เหลือนี้แสดงถึง “สิ่งที่เราคิดว่าจะเกิดขึ้นกับระบบสุริยะของเราในอีกประมาณแปดพันล้านปี” ผลการวิจัย ได้รับการ ตีพิมพ์ในวารสารNature
เมื่อดวงอาทิตย์โตขึ้นเป็นดาวยักษ์แดง มันจะ “ทำลายดาวพุธและดาวศุกร์และเป็นไปได้ว่าโลกด้วยเช่นกัน” ก่อนที่มันจะหดตัวเป็นดาวแคระขาว แบล็คแมนกล่าว
ไมโครเลนส์ต้องพิจารณาว่าแสงที่ส่องผ่านดาวนั้นบิดเบี้ยวอย่างไร ในการดูว่าดาวเปลี่ยนแสงที่ส่องผ่านได้อย่างไร นักดาราศาสตร์สามารถค้นหา “เรขาคณิตของระบบ” เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับมวลของดาวฤกษ์และอาจเป็นดาวเคราะห์นอกระบบที่โคจรรอบดาวฤกษ์นั้นได้ Blackman กล่าว
Dániel Apaiนักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์ด้านดาวเคราะห์แห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนากล่าวว่านี่เป็นวิธีการทางอ้อม แต่ “ทีมได้ทำการวิเคราะห์อย่างละเอียดถี่ถ้วน” และการศึกษาก็น่าเชื่อถือ อาไปเป็นหัวหน้าโครงการAlien Earths ของ NASA เพื่อศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ
ไมโครเลนส์ซึ่งเกิดขึ้นในปี 2010 จำเป็นต้องมีเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์ และแม้ว่าข้อมูลดังกล่าวจะบอกทีมเกี่ยวกับมวลของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์นอกระบบ แต่ก็ไม่ได้ให้ภาพโดยตรง ดังนั้น ทีมงานจึงได้ติดตามผลในปีต่อมากับหอดูดาวเค็กในฮาวาย ซึ่งเป็นที่ตั้งของกล้องโทรทรรศน์ออปติคอลที่ใหญ่ที่สุดในโลกแห่งหนึ่ง เพื่อลองสังเกตดาวฤกษ์ด้วยตัวมันเอง ทีมงานต้องรอจนกว่าการรวมกัน (ซึ่งอนุญาตให้ใช้ไมโครเลนส์) สิ้นสุดลง และดาวทั้งสองดวงบนท้องฟ้าอยู่ห่างกันมากพอเพื่อให้มองเห็นได้ชัดเจนในแต่ละดวง ซึ่งจะแยกแยะว่าสว่างและใหญ่แค่ไหน
จากข้อมูลไมโครเลนส์ ทีมงานได้รับ “ข้อบ่งชี้ที่ชัดเจนมากว่ามีดาวเคราะห์มวลรวมดาวพฤหัสบดีอยู่ที่นั่นพร้อมกับดาวฤกษ์” แบล็คแมนกล่าว แต่น่าฉงนใจเมื่อใช้หอดูดาวเค็ก พวกเขามองไม่เห็นดาวดวงนั้น
กล้องโทรทรรศน์น่าจะมีกำลังมากพอที่จะเห็นดาวฤกษ์
ทั่วไปในระยะทางนั้น ในที่สุด พวกเขาตระหนักว่าการที่พวกเขาไม่สามารถตรวจจับดาวฤกษ์นั้นไม่ใช่ความล้มเหลวในอุปกรณ์—มันหมายความว่าดาวนั้นมืดเกินไปที่จะมองเห็น นั่นเหลือเพียงคำอธิบายเล็กน้อย
“มันอาจจะเป็นดาวแคระขาว…หลุมดำหรือดาวนิวตรอนก็ได้” แบล็คแมนกล่าว แต่การสังเกตการณ์ด้วยไมโครเลนส์แสดงให้เห็นว่าวัตถุควรมีมวลน้อยกว่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา และไม่มีวิธีที่ทราบกันว่าหลุมดำหรือดาวนิวตรอนจะก่อตัวเป็นขนาดเล็กขนาดนั้น ดังนั้นดาวแคระขาวจึงเป็นคำอธิบายที่ดีที่สุดอยู่แล้ว
ในอนาคต ทีมงานหวังว่าจะสามารถสังเกตดาวแคระขาวได้โดยตรงด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลหรือเจมส์ เวบบ์ แบล็คแมนกล่าว ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ “มองเห็นได้ลึกพอในท้องฟ้าที่เราจะสามารถมองเห็นแสงจากดาวแคระขาวได้โดยตรง ”
แต่ทำไมการจำแนกดาวเคราะห์รอบดาวแคระขาวจึงมีความพิเศษ?
อย่างแรกมันหายาก นี่เป็นครั้งแรกที่ใช้ไมโครเลนส์เพื่อค้นหาดาวแคระขาว และมีเพียงดาวแคระขาวที่ห้าเท่านั้นที่เคยพบพร้อมกับดาวเคราะห์นอกระบบ ตามข้อมูลของแบล็คแมน
และในฐานะที่เป็นหน้าต่างสู่อนาคตของเรา ไม่มีดาวแคระขาวอื่นใดที่สามารถสร้างจุดยืนของดวงอาทิตย์ได้อย่างน่าเชื่อถือ ดาวเคราะห์นอกระบบสองดวงอยู่ใกล้ดาวแคระขาวมาก เพียงเศษเสี้ยวของระยะทางที่ดาวพุธโคจรรอบดวงอาทิตย์ของเรา แบล็คแมนกล่าว นักดาราศาสตร์ไม่ทราบว่าพวกเขาไปถึงที่นั่นได้อย่างไร แต่ดาวเคราะห์ของเราไม่ค่อยอบอุ่นนักกับดวงอาทิตย์ของเรา
[เรื่องที่เกี่ยวข้อง: พบดาวแคระขาวกัดแทะชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์น้ำแข็งที่อยู่ใกล้เคียง]
ดาวเคราะห์นอกระบบอีกดวงโคจรรอบดาวแคระขาวและพัลซาร์ หรือดาวนิวตรอนที่เต้นเป็นจังหวะ เจ๋ง แต่ไม่ใช่สิ่งที่อยู่ในสวนหลังบ้านของเรา ดาวเคราะห์ดวงสุดท้ายที่โคจรไกลจากดาวแคระขาวของมันนั้นยังไม่แน่ใจด้วยซ้ำว่ามันเป็นของดาวดวงนั้นหรือไม่ แบล็คแมนกล่าว ดังนั้นจึงไม่มีใครเทียบได้
ระบบที่ทีมของ Blackman พบว่าเป็นดาวฤกษ์ดวงเดียวที่มีก๊าซยักษ์ที่มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ที่โคจรรอบวงโคจรใกล้เคียงกัน ดูเหมือนว่าดาวเคราะห์จะรอดตายจากการตายของดาวฤกษ์นี้ “ไม่ถูกแตะต้องมากหรือน้อย” แบล็คแมนกล่าว การค้นพบนี้เป็นหลักฐานที่เป็นรูปธรรมชิ้นแรกเกี่ยวกับแนวคิดที่ว่าดาวเคราะห์ชั้นนอกของเราสามารถอยู่รอดได้จากการตายของดวงอาทิตย์
“เราคาดหวังว่าดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์จะรอดชีวิต [การตายของดวงอาทิตย์] แต่เราไม่มีหลักฐานโดยตรงว่าสิ่งนี้เป็นกรณี” แบล็คแมนกล่าว หากโลกยังไม่ถูกทำลายภายในเวลาแปดพันล้านปี “โลกจะเต็มไปด้วยทะเลสาบลาวาและไม่เอื้ออำนวยมาก”
การเหลือบมองของดาวแคระขาวนี้เป็นการทดลองประเภทหนึ่ง เขากล่าวว่า “นี่เป็นการตรวจจับดาวเคราะห์แคระขาวครั้งแรกโดยใช้ไมโครเลนส์” แต่ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมันซึ่งวางแผนไว้สำหรับกลางปี 2020 นักวิทยาศาสตร์หวังว่าจะพบดาวแคระขาวจำนวนหลายร้อย ดวง
