พบสัญญาณประหลาดที่ถูกส่งออกมาจากภายในทางช้างเผือก
สิ่งมีชีวิตนอกโลก บทที่ 1
สิ่งมีชีวิตนอกโลก บทที่ 1: หลักฐานการมีอยู่ของเอเลี่ยน
มิถุนายน 22, 2019
นาซ่าเอาจริง ส่งเฮลิคอปเตอร์ โดรน (Dragonfly) บุกดาวไททัน
นาซ่าเอาจริง ส่งเฮลิคอปเตอร์ โดรน (Dragonfly) บุกดาวไททัน
กรกฎาคม 2, 2019
พบสัญญาณประหลาดที่ถูกส่งออกมาจากภายในทางช้างเผือก

Credit: NASA

เมื่อไม่กี่วันก่อน ได้มีวัตถุอวกาศปริศนาบางสิ่งภายในกาแล็กซี่ทางช้างเผือก ได้ส่งสัญญาณไฟกระพริบแปลกๆมาหาเรา ซึ่งพฤติกรรมดังกล่าวได้ไปรบกวนจิตใจให้แก่นักดาราศาสตร์เป็นอย่างมาก แน่นอนตอนนี้พวกเขาก็คิดว่า อาจจะพอรู้คำตอบถึงสาเหตุนั้นแล้ว!

วัตถุอวกาศปริศนาดังที่ได้เกริ่นนำไว้ข้างต้นนี้มีชื่อเรียกว่า NGTS-7Ab ซึ่งสำหรับการส่องดูมันด้วยกล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่ ก็ดูเหมือนราวกับว่าระบบดาว NGTS-7 นั้นมีเพียงดาวฤกษ์เดียวอาศัยอยู่ แต่ภายหลังจากที่ได้รับการตรวจสอบอย่างใกล้ชิดของปรากฏการณ์เปล่งแสงวูบวาบในดาวดวงนี้ โดยนักวิจัยของ The University of Warwick (มหาวิทยาลัยวอร์ริก) ณ ชานเมืองโคเวนทรี ประเทศ ประเทศอังกฤษ ก็พบว่า แสงของดาวมีอัตราริบหรี่อยู่ในช่วงเวลาทุกๆ 16.2 ชั่วโมง และครั้งเมื่อนักดาราศาสตร์พยายามซูมเข้าไปยังระบบดาว NGTS-7 พวกเขาก็ตระหนักได้เลยทันทีว่า แท้จริงแล้ว NGTS-7 มันประกอบไปด้วยดาวแคระแดงอยู่เป็นจำนวน 2 ดวง (M dwarfs (M-type main sequence stars)) ที่กำลังโคจรร่วมกันอยู่ (หรือที่เรียกว่าระบบดาวฤกษ์คู่ (Binary star) ) ดังนั้นชื่อของระบบดาวจึงควรจะเป็น NGTS-7AB ในที่สุด และดูเหมือนว่ามีเพียง 1 ดวงในจำนวนนี้ที่มีปรากฏให้เห็นถึงความสว่างแบบริบหรี่! ซึ่งจากสันนิษฐานเบื้องต้นก็คือ อาจมีอะไรบางสิ่งที่มืดมิดโคจรอยู่โดยรอบมัน หรือปรากฏอยู่เหนือพื้นผิวของมัน!

Transit lightcurves ของ NGTS-7Ab
Transit lightcurves ของ NGTS-7Ab (Credit: Jackman et al., 2019.)

และเมื่อเร็วๆนี้ ก็ได้มีบทความทางวิชาการที่ถูกโพสต์ลงไว้ในวารสาร arXiv.org เมื่อวันที่ 19 มิถุนายน ปี ค.ศ. 2019 ที่อธิบายปรากฏการณ์นี้เอาไว้อย่างน่าสนใจว่า เจ้าวัตถุปริศนาที่ไปบดบังแสงดาวฤกษ์ดังกล่าวอาจเป็นดาวแคระน้ำตาล ที่มีช่วงเวลาในการโคจรยู่รอบดาวฤกษ์ของมันในทุกๆ 16.2 ชั่วโมงนั่นเอง

“มันเป็นเรื่องที่สุดยอดมากสำหรับการที่นักดาราศาสตร์สามารถแยกสัญญาณแสงทับซ้อนได้ในระบบดาวฤกษ์แห่งนี้ แถมยังตรวจพบดาวแคระสีน้ำตาล และ ดาวฤกษ์อายุน้อยอีก 2 ดวงในนั้นอีกด้วย!” กล่าวโดย ‘ฮิวจ์ ออสบอร์น’ (Hugh Osborn) นักนักดาราศาสตร์จากห้องปฏิบัติการดาราศาสตร์ฟิสิกส์มาร์เซย์ (Laboratoire d’Astrophysique de Marseille) ประเทศฝรั่งเศส (ผู้ไม่มีส่วนเกี่ยวข้องในงานวิจัย)

ภาพเปรียบเทียบขนาดของ โลก, ดาวพฤหัสบดี, ดาวแคระน้ำตาล, ดาวฤกษ์มวลต่ำ และ ดวงอาทิตย์ (ภาพโดย
NASA/JPL-Caltech/UCB )

สำหรับวิธีการจำแนกคลื่นแสงจากระบบดาว NGTS-7 นั้น นักวิจัยได้ใช้เทคนิคที่คล้ายกันกับการตรวจจับดาวเคราะห์นอกระบบ นั่นก็คือการตรวจวัดค่าแสงที่โค้งลงครั้งเมื่อดาวแคระน้ำตาลได้เคลื่อนผ่านระหว่างดาวฤกษ์หลักของมันกับโลก ซึ่งการหดลงของค่าแสงดังกล่าวก็แสดงให้เห็นถึง สัญญาณการเคลื่อนผ่าน เป็นคราสสั้นๆบางส่วนของดาวฤกษ์ (Partial Eclipse of the Star) ที่ถูกกระทำโดยอะไรบางสิ่งที่มีขนาดเล็กกว่า ดังนั้นเพื่อจะทำการสังเกตถึงความเปลี่ยนแปลงดังกล่าว นักดาราศาสตร์จึงจำเป็นต้องส่องมันด้วยกล้องโทรทรรศน์กำลังสูงเท่านั้น


“การตรวจจับในระบบดาวดวงนี้น่าจะไม่ยาก เพราะดาวฤกษ์หลักนั้นมีขนาดเล็ก และความสัมพันธ์ขนาดของดาวแคระน้ำตาลเองก็ค่อนข้างใหญ่” ออสบอร์นกล่าวเสริม

ดาวแคระน้ำตาลคืออะไร


จากข้อมูลทางดาราศาสตร์บอกว่าดาวแคระน้ำตาล (Brown dwarf) นั่นก็คือ วัตถุอวกาศชนิดหนึ่งที่เกือบจะกลายร่างกลายเป็นดาวฤกษ์แล้วแต่ทำไม่ได้ เนื่องจากมันมีมวลต่ำเกินไป ที่จะสามารถจุดการเผาไหม้ไฮโดรเจนด้วยปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นที่แกนกลางได้ ทว่ายังมีเนื้อในและพื้นผิวที่สามารถแผ่ความร้อนได้ โดยดาวแคระน้ำตาลจะมีมวลอยู่ระหว่างดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ขนาดใหญ่ กับดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยที่สุด โดยขนาดมวลสูงสุดของดาวแคระน้ำตาลจะอยู่ที่ประมาณ 75-80 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี และขนาดเล็กสุดจะไม่ต่ำกว่าที่ 13 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี แต่การตรวจหาดาวแคระน้ำตาลนั้นจะส่องหาได้ค่อนข้างยากกว่า การส่องหาดาวฤกษ์ทั่วไป เพราะแคระน้ำตาลนั้นมีอุณภูมิและค่าแสงที่ต่ำกว่าดาวฤกษ์นั่นเอง แต่ยังมีอีกวิธีหนึ่งในการตรวจจับดาวแคระน้ำตาลก็คือ การใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุตรวจจับสนามแม่เหล็กของดาว โดยลำสสารเป็นสิ่งที่พบได้ทั่วไปในดาวฤกษ์เพิ่งเกิดใหม่ ซึ่งจะเกิดขึ้นเมื่อสนามแม่เหล็กของดาวรุนแรงอยู่ และดาวยังคงหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูง โดยสนามแม่เหล็กของดาวจะดักอนุภาคประจุไฟฟ้าที่พวยพุ่งออกมากับลมดาว แล้วพ่นออกไปเป็นลำที่ขั้วดาวตามการบังคับของสนามแม่เหล็ก อนุภาคประจุไฟฟ้าที่ตีเกลียวไปตามลำสสารก็จะแผ่คลื่นวิทยุออกมาให้ตรวจจับได้ และหากดาวยิ่งมีขนาดใหญ่ มันก็จะยิ่งสว่างมากยิ่งขึ้น และจะไปส่งผลทำให้สนามแม่เหล็กของมันยิ่งไปมีความเข้มข้นมากยิ่งขึ้น ซึ่งนักดาราศาสตร์พบว่าดาวแคระน้ำตาลพวกนี้มีพฤติกรรมแบบเดียวกับดาวฤกษ์เช่นกัน

Artist’s concept ของดาวแคระน้ำตาลชนิด T (ภาพโดย NASA/JPL-Caltech)

สำหรับดาวแคระน้ำตาล NGTS-7Ab นั้นจัดได้ว่าหายากมากๆ เพราะมันไม่ได้อยู่อย่างโดดเดี่ยวเดียวดายลำพังในอวกาศ แต่มันกลับเป็นดาวบริวารที่โคจรอยู่โดยรอบดาวฤกษ์ NGTS-7A ! แทน

ดาวแคระแดงคืออะไร


ดาวแคระแดงหากอธิบายตาม ‘ไดอะแกรมของแฮร์ทสชปรุง-รัสเซลล์’ (Hertzsprung–Russell diagram) ก็คือ มันคือดาวฤกษ์ชนิดหนึ่งที่มีขนาดเล็ก และมีมวลน้อยกว่าดวงอาทิตย์ของเราครึ่งหนึ่ง ซึ่งดาวแคระแดงเหล่านี้มีอุณภูมิที่ค่อนข้างต่ำมาก หากเทียบกับบรรดาดาวฤกษ์บนแถบลำดับหลักทั้งหมด หรือมีอุณภูมิต่ำกว่า 3,500 เคลวิน แต่ถึงอย่างนั้นดาวฤกษ์ประเภทนี้ ก็มีอยู่เป็นจำนวนมากที่สุดในเหล่าบรรดาดาวฤกษ์ทั้งหมด

Artist's conception ของดาวแคระแดง ซึ่งดาวประเภทนี้พบอยู่มากที่สุดในย่านดาวฤกษ์ัทั้งหมด
Artist’s conception ของดาวแคระแดง ซึ่งดาวประเภทนี้พบอยู่มากที่สุดในย่านดาวฤกษ์ทั้งหมด (NASA/Walt Feimer Derivative: – NASA)

การค้นพบใหม่ในระบบดาวแคระแดงแฝด


ซึ่งขณะนี้ กลุ่มนักนักดาราศาสตร์ที่นำโดย James A.G. Jackman จากมหาวิทยาลัยวอร์ริก แห่งสหราชอาณาจักรก็ได้รายงานการค้นพบดาวแคระน้ำตาลหายากดวงใหม่ในระบบดาวฤกษ์คู่ที่ชื่อ NGTS-7AB โดยระบบดาวดวงนี้อยู่ห่างจากโลกในระยะ 500 ปีแสง อันประกอบไปด้วยดาวแคระแดงจำนวน 2 ดวง และการค้นพบใหม่ล่าสุดก็คือ การตรวจเจอเข้ากับดาวแคระน้ำตาลที่โคจรอยู่โดยรอบดาวหลักของมัน หรือเป็นที่รู้จักกันในชื่อ NGTS-7A ดังนั้นดาวแคระน้ำตาลดวงนี้จึงควรได้รับการกำหนดชื่อใหม่ว่า NGTS-7Ab

การค้นพบดังกล่าวเกิดขึ้นระหว่างการตรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะของ Next Generation Transit Survey (หรือเรียกย่อๆว่า NGTS) ซึ่งเป็นฐานหุ่นยนต์ภาคพื้นดิน ที่ตั้งอยู่ ณ หอดาวเพรานอล (Paranal Observatory) ในทะเลทรายอาตากามาทางตอนเหนือของชิลี และด้วยการยืนยันการค้นพบความผิดปกติของระบบดาวฤกษ์นี้ๆเอง จึงกลายมาเป็นที่มาของชื่อระบบดาว NGTS-7AB ในท้ายที่สุด

Next Generation Transit Survey (หรือเรียกย่อๆว่า NGTS) ซึ่งเป็นฐานหุ่นยนต์ภาคพื้นดิน ที่ตั้งอยู่ ณ หอดาวเพรานอล (Paranal Observatory) ในทะเลทรายอาตากามาทางตอนเหนือของชิลี
Next Generation Transit Survey (หรือเรียกย่อๆว่า NGTS) ซึ่งเป็นฐานหุ่นยนต์ภาคพื้นดิน ที่ตั้งอยู่ ณ หอดาวเพรานอล (Paranal Observatory) ในทะเลทรายอาตากามาทางตอนเหนือของชิลี (ภาพจาก ESO/R. West)

“เราได้รายงานการค้นพบวัตถุอวกาศที่ชื่อ NGTS-7Ab ไป ซึ่งเป็นวัตถุมวลมากเคลื่อนผ่านดาวแคระแดง (M-star) ด้วยระยะเวลาโคจร 1 รอบในทุกๆ 16.2 ชั่วโมง” นักดาราศาสตร์ได้เขียนอธิบายเอาไว้ในบทความวิชาการ

จากการศึกษาพบว่า การค้นพบวงโคจรสั้นนี้ได้เผยการให้เห็นถึงการมีอยู่ของความสัมพันธ์ในวัตถุมวลมาก โดยชื่อของ NGTS-7Ab นี้ก็ได้ถูกเรียกใช้เป็นชื่อของดาวทะเลทรายแคระสีน้ำตาลนั่นเอง (brown dwarf desert) และจากการตรวจสอบเบื้องต้นก็พบว่า ดาวแคระน้ำตาล NGTS-7Ab นั้นมีมวลอยู่ที่ประมาณ 75.5 ของมวลดาวพฤหัสบดี ส่วนรัศมีจะอยู่ที่ 1.38 เท่าของรัศมีดาวพฤหัสบดี ที่สำคัญคือดาว NGTS-7Ab นั้นจะโคจรอยู่โดยรอบดาวฤกษ์ NGTS-7A หนึ่งรอบในทุกๆ 16.2 ชั่วโมงที่ระยะ 0.014 AU หรือที่ระยะประมาณ 2 ล้านกิโลเมตรเท่านั้น!

เมื่อนักวิทยาศาสตร์วิเคราะห์ผลลัพธ์ต่างๆที่ไปทำให้เกิดปรากฏการณ์คราสสั้น หรือวงโคจรในช่วงระยะเวลาสั้นๆของ NGTS-7Ab นั้น สหายดาวแคระแดงอีกดวงของระบบดาวฤกษ์คู่แห่งนี้ ก็น่าจะไปมีส่วนเกี่ยวข้องอยู่ด้วยเช่นกัน

Eccentric Kozai-Lidov mechanism
Eccentric Kozai-Lidov mechanism

นักดาราศาสตร์กล่าวว่า ดาวแคระน้ำตาล NGTS-7Ab ก็คือส่วนหนึ่งของระบบดวงดาว 3 ดวงแบบลำดับชั้น (Hierarchical triple system) โดยการมีอยู่ของ NGTS-7B อาจได้ไปมีบทบาทในการเคลื่อนย้ายดาวแคระน้ำตาลให้วงโคจรได้ไปเข้าใกล้ดาวหลักอย่าง NGTS-7A! ผ่านกลไกที่เรียกว่า ‘โคไซ-ลิดอฟ’ (Kozai-Lidov mechanism) และ Tidal circularization ซึ่งเป็นผลมาจากแรงไทดัล (Tidal Forces) ซึ่งเป็นแรงกระทำระหว่างกันของสองวัตถุ อันประกอบไปด้วยวัตถุหลักและวัตถุในวงโคจร โดย Kozai mechanism ก็คือปรากฏการณ์พลวัตที่ไปส่งผลรบกวนต่อวงโคจรของระบบดวงดาวภายใน นั่นก็คือดาวแคระแดง NGTS-7A กับดาวแคระน้ำตาล NGTS-7Ab โดยมีดาวดวงที่ 3 อย่างดาวฤกษ์ NGTS-7B ที่คอยไปทำให้ศูนย์รวมในวงโคจรเกิดการแกว่งและโน้มเอียง

แบบจำลองของพัฒนาการในระบบดวงดาวสามดวงแบบลำดับชั้น (Hierarchical triple system)

พวกเขายังกล่าวเสริมว่าวงโคจรของ NGTS-7Ab น่าจะสลายตัวไปในอีกประมาณ 5 ถึง 10 ล้านปีต่อจากนี้ เนื่องจากการผสานของแรงไทดัล และ Magnetic braking ซึ่ง Magnetic braking ก็คือทฤษฎีว่าด้วยเรื่องของการสูญเสียโมเมนตัมเชิงมุมของดาวฤกษ์ ที่ไปทำให้มวลสารบางส่วนถูกดักจับไว้ได้โดยสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์ และถูกเหวี่ยงไกลออกไป โดยกระบวนการนี้จะมีส่วนสำคัญเป็นอย่างมากต่อการวิวัฒนาการของระบบดาวฤกษ์คู่

แหล่าที่มา

  1. Astronomers Have Decoded a Weird Signal Coming from a Strange, 3-Body Star System
  2. Ultra-short period brown dwarf discovered
  3. NGTS-7Ab: An ultra-short period brown dwarf transiting a tidally-locked and active M dwarf
  4. Eccentric Kozai-Lidov mechanism
Sci Ways
Sci Ways
นักเดินทางข้ามกาลเวลา
YouTube
กลับสู่บนสุด