ดาว J1407b ราชาแห่งวงแหวนที่แท้จริง ในฉายาว่า "ดาวเสาร์ในร่างสเตียรอยด์"

ดาว J1407b ราชาแห่งวงแหวนที่แท้จริง ในฉายาว่า “ดาวเสาร์ในร่างสเตียรอยด์”

ภารกิจพิชิตขั้ว ดวงอาทิตย์ โดย Solar Orbiter
ภารกิจพิชิต “ขั้ว” ดวงอาทิตย์ โดยโซลาร์ออร์บิเตอร์ (Solar Orbiter)
กุมภาพันธ์ 2, 2020
ดาว J1407b ราชาแห่งวงแหวนที่แท้จริง ในฉายาว่า "ดาวเสาร์ในร่างสเตียรอยด์"

ภาพจำลองระบบวงแหวนของดาว J1407b ที่คาดว่าอาจเป็นดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ หรือไม่ก็เป็นดาวแคระน้ำตาล ภาพจาก Ron Miller

1SWASP J140747.93−394542.6 หรือจะเรียกในชื่อเรียกอื่นๆว่า ระบบดาว 1SWASP J140747, J1407 หรือ Mamajek’s Object ก็ได้ ระบบดาวนี้เป็นระบบดาวฤกษ์ดวงเดียว และมีขนาดที่ใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์มาก ตำแหน่งของมันตั้งอยู่ในกลุ่มดาวคนครึ่งม้า (Centaurus) ที่ห่างไกลจากโลก 434 ปีแสง ความสว่างปรากฏของมันมีค่าอยู่ที่ 12.3 (Apparent magnitude (m)) หรือมีความสว่างน้อยกว่า ดวงจันทร์โฟบอส (Phobos) ของดาวอังคารเพียงเล็กน้อย ดังนั้นหากเราจะส่องดูมันเราจึงจำเป็นจะต้องใช้กล้องโทรทรรศน์เท่านั้นถึงจะมองเห็น โดยชื่อของดาวฤกษ์ถูกตั้งขึ้นตามชื่อของโครงการสำรวจดาวที่เรียกว่า SuperWASP (Wide Angle Search for Planets) และตัวเลขที่ตามหลังจากนั้น คือตำแหน่งของดาว และการที่มันมีค่าแสงที่ผันแปรไปตามการโคจรของดาวเคราะห์ที่เคลื่อนผ่านหน้า มันจึงถูกกำหนดให้เป็นดาวแปรแสงในรหัสว่า V1400 Centauri

ในปี 2007, J1407 ถูกสังเกตว่า การที่แสงของมันได้ถูกบดบังเป็นช่วงๆนั้น เป็นผลมาจากการมีอยู่ของสหายของดาวที่มีชื่อว่า 1SWASP J1407b (J1407b) คาดว่าน่าจะเป็นประเภทของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ หรือไม่ก็เป็นดาวแคระน้ำตาล ที่มีวงแหวนขนาดใหญ่โตมโหฬารอยู่โดยรอบ แต่ภายหลังการส่องหาดูดาวเคราะห์ดวงนี้อีกครั้ง นักดาราศาสตร์ก็ไม่พบเจอมันอีก สืบเนื่องมาจากวงโคจรของมันมีลักษณะที่บิดเบี้ยวมาก (highly eccentric orbit) นั่นเอง 

สำหรับการค้นพบระบบดาว J1407 และวงโคจรอันแปลกประหลาดของสหายของดาวดวงนี้ถูกค้นพบโดย ทีมวิจัยที่นำโดย ‘อิริค มามาเจ็ค’ (Eric Mamajek) นักดาราศาตร์จาก มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์ (University of Rochester) ที่พบว่าการดำรงอยู่และค่าของพารามิเตอร์ของระบบวงแหวน J1407b นี้ปรากฏให้เห็นถึงการคราสอันสลับซับซ้อน (complex eclipse) อยู่ในฐานข้อมูลของ WASP ผ่านการสังเกตการณ์ในตลอดช่วง 56 วัน ของเดือนเมษายน และเดือนพฤษภาคม ใน ปี 2007

สหายมวลต่ำ J1407b ดวงนี้ ถูกขนานนามว่าเป็น “ดาวเสาร์ในร่างสเตียรอยด์” (Saturn on steroids) หรือ “ซูเปอร์ดาวเสาร์” (Super Saturn) อันเนื่องจากมันมีระบบวงแหวนที่มีขนาดใหญ่มาก โดยรัศมีของมันขยายออกไปสู่อวกาศไกลถึง 90 ล้านกิโลเมตร (หรือคิดได้เป็น 0.6 หน่วยดาราศาสตร์ (AU))

ข้อมูลเบื้องต้นประเมินไว้ว่า J1407b จะใช้เวลาโคจรครบรอบสหายดาวฤกษ์ของมันในทุกๆ 1 ทศวรรษ หรือราวๆ 10 ปี (ช่วงประมาณ 3.5 ถึง 13.8 ปี) และมวลของมันมีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีอยู่ในช่วงระหว่าง 13 ถึง 26 เท่า ส่วนขนาดความยิ่งใหญ่ของระบบวงแหวนรอบดาว J1407b นั้นกว้างใหญ่กว่าสหายดาวฤกษ์ของมันเสียอีก! และหากนำมวลสารของวงแหวนรอบดาวทั้งหมดมารวมกัน มันก็จะมีขนาดมวลพอๆกับมวลของโลก

และที่ระยะห่างประมาณ 61 ล้านกิโลเมตร (0.4 AU) จากจุดศูนย์กลางของวงแหวนยังได้รับการพิจารณาว่า มีความเป็นไปได้ที่จะมี “ดวงจันทร์นอกระบบสุริยะ” (หรือ exomoon) อาศัยอยู่ จากหลักฐานก็บ่งบอกว่ามันมีมวลอยู่ที่ประมาณ 0.8 เท่าของมวลโลก จัดได้ว่าเป็นดวงจันทร์ที่มีขนาดใหญ่มากๆ

J1407b ถือเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ หรือดาวแคระน้ำตาล ดวงแรก ที่มีการค้นพบระบบวงแหวนอยู่โดยรอบ ด้วยวิธีการสังเกตวัตถุเคลื่อนผ่านหน้า (Transit method) ซึ่งไปทำให้แสงของดาวฤกษ์มีค่าลดลงในตลอด 56 วัน ของปี 2007

เพราะรูปแบบขององค์ประกอบที่เกิดขึ้นนั้นแสดงให้เห็นถึง ชั้นของวงแหวนขนาดใหญ่จำนวนมากจากสหายดาวของมันที่ชื่อ “J1407b” โดยความยิ่งใหญ่ของวงแหวนแห่งนี้แผ่ขยายไปไกลกว่า 90 ล้านกิโลเมตร (หรือมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของวงแหวนดาวเสาร์ในระบบสุริยะถึง 640 เท่า!) ในวงแหวนเหล่านี้ประกอบขึ้นมาเป็นชั้นๆ และมีช่องว่างขนาดใหญ่ที่คาดว่าน่าจะเป็นแหล่งที่อยู่ของ ดวงจันทร์นอกระบบ (exomoons) ซึ่งก่อตัวขึ้นมาจากมวลสารที่อัดแน่นอยู่ภายในวงแหวนบนพื้นที่แห่งนั้น

ระบบดาวดวงนี้ถือได้ว่า เป็นระบบดาวที่เพิ่งเกิดใหม่ เพราะมันมีอายุน้อยมากเมื่อเทียบกับระบบสุริยะ หรือก็คือ มันเพิ่งก่อตัวขึ้นมาได้เพียง 16 ล้านปีเท่านั้น (ซึ่งมีอายุน้อยกว่าไดโนเสาร์ที่เคยอยู่บนโลกเสียอีก) และคาดว่าระบบวงแหวนขนาดใหญ่แห่งนี้ในไม่ช้า มันก็จะกลายเป็นแหล่งทรัพยากรสำคัญ สำหรับใช้สร้างดวงจันทร์นอกระบบ (proto-exomoon) หรือก็คือวงแหวนแห่งนี้เป็นต้นแบบของวิวัฒนาการในช่วงเริ่มแรก ที่จะนำไปสู่การพัฒนากลายเป็น “ระบบดาวเคราะห์” (planetary system) ถัดไป 

อย่างไรก็ตาม หลังจากที่เคยมีการสังเกตเห็นถึงการเคลื่อนผ่านที่เกิดขึ้นในปี 2007 นับจากนั้นนักดาราศาสตร์ก็ไม่เคยได้พบเห็นเหตุการณ์เช่นนี้อีกเลย ซึ่งก็คาดว่าน่าจะเป็นผลมาจากการที่วงโคจรรอบดาวฤกษ์นั้นมีค่าที่เอียงมาก ดังนั้นมันนี่จึงเป็นเหตุผลว่าทำไมนักดาราศาสตร์จึงไม่สามารถมองเห็นระบบวงแหวนแห่งนี้ได้อีก

จากผลการจำลองรูปแบบความเคลื่อนไหวในระบบวงแหวน ที่ถูกนำเสนอโดยสองนักดาราศาสตร์ที่ชื่อ ‘สตีเว่น รีเดอร์’ (Steven Rieder) และ ‘แมทธิว เคนเวิร์ธที’ (Matthew Kenworthy) ระบุว่า ระบบวงแหวน J1407b นั้นค่อนข้างเสถียร แต่มีทิศทางการเคลื่อนไหวถดถอยที่สวนทางกันกับวงโคจรของ J1407b รอบดาวฤกษ์หลัก ซึ่งจากผลลัพธ์การเคลื่อนไหวถดถอยอย่างเชื่องช้าเช่นนี้ ก็จะไปส่งผลทำให้ช่วงอายุขัยของระบบวงแหวนแห่งนี้ยาวนานยิ่งขึ้น หรือก็คือมันจะคงรูปเป็นวงแหวนอยู่เช่นนี้ไปอีกนานนั่นเอง อีกทั้งยังมีความเป็นไปได้ที่วงแหวนจะมีขนาดใหญ่เพิ่มเติมขึ้นไปอีก หากมีการเคลื่อนผ่านเข้ามาใกล้ของดาวหางอยู่บ่อยๆ ซึ่งเศษน้ำแข็งจากดาวหางเหล่านี้ก็จะไปเพิ่มพูนเทหวัตถุต่างๆรอบดาว J1407b ผ่านแรงไทดัลที่กระทำต่อดาวหาง

อ้างอิงข้อมูลจาก

  1. 1SWASP J140747.93−394542.6
  2. J1407b: Super-Saturn
Sci Ways
Sci Ways
นักเดินทางข้ามกาลเวลา
Facebook
กลับสู่บนสุด