จานฝุ่นรอบดาวฤกษ์บิดเบี้ยวเพราะลมระว่างดาว

จานฝุ่นรอบดาวฤกษ์บิดเบี้ยวเพราะลมระว่างดาว
5 กันยายน 2552 รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวฤกษ์ที่มีอายุน้อยมักมีฝุ่นจับตัวเป็นแผ่นกลมกลมรูปจานล้อมรอบ แบบเดียวกับวงแหวนของดาวเสาร์แต่แผ่กว้างและหนาแน่นกว่ามาก จานฝุ่นของดาวฤกษ์บางดวงก็มีรูปร่างบิดเบี้ยวที่ยากจะอธิบายสาเหตุ บัดนี้ คณะนักดาราศาสตร์นำโดย จอห์น เดบส์ จากศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดของนาซาในกรีนเบลต์ แมรีแลนด์ พบว่าการที่ดาวฤกษ์เคลื่อนที่ฝ่าเข้าไปในดงของแก๊สระหว่างดาวนั่นเองคือคำตอบ

อวกาศระหว่างดาวที่ดูเหมือนเป็นไม่มีอะไรนั้น แท้จริงไม่ได้ว่างเปล่าเสียทีเดียว แต่ยังมีแก๊สเบาบางเกาะกันอยู่เป็นหย่อมทั่วไป เรียกว่าแก๊สระหว่างดาว

“จานฝุ่นรอบดาวฤกษ์ประกอบด้วยวัตถุคล้ายดาวเคราะห์น้อยหรือดาวหางขนาดเล็กซึ่งอาจเติบโตขึ้นเป็นดาวเคราะห์ต่อไป” เดบส์อธิบาย “วัตถุพวกนี้บางครั้งก็ชนกันและก่อให้เกิดฝุ่นขึ้นมากมาย เมื่อดาวฤกษ์เคลื่อนที่ไปในดาราจักร ก็จะผ่านดงของแก๊สระหว่างดาวที่เป็นแหล่งกำเนิดลมดาวชนิดหนึ่ง อนุภาคขนาดเล็กในจานฝุ่นกับแก๊สระหว่างดาวก็จะชนกันจนมีการหน่วงและเบี่ยงเบนทิศทางเดิมของฝุ่นเหล่านั้นได้” การเบี่ยงเบนนี้จะเกิดขึ้นกับฝุ่นขนาดเล็กมากเท่านั้น เช่นฝุ่นที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1 ไมครอน หรือเท่ากับอนุภาคของควันไฟ

คณะของเดบส์ ร่วมกับ อัลลีเซีย ไวน์เบอร์เกอร์ จากสถาบันคาร์เนกีวอชิงตัน และมาร์ก คุชเนอร์ นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากกอดดาร์ด ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสำรวจองค์ประกอบของฝุ่นรอบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งชื่อ เอชดี 32297 (HD 32297) ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 340 ปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวนายพราน เขาได้สังเกตว่าบริเวณภายในของจานฝุ่นซึ่งมีขนาดพอกับระบบสุริยะของเราได้บิดเบี้ยวไป

ก่อนหน้านี้งานวิจัยของนักวิทยาศาสตร์คณะอื่นพบว่าบริเวณใกล้เคียงนี้มีกลุ่มของแก๊สระหว่างดาวอยู่ นี่ทำให้คณะของเดบส์เชื่อว่าแรงดันจากแก๊สระหว่างดาวคือสาเหตุที่ทำให้เกิดความบิดเบี้ยวของจานฝุ่นของเอชดี 32297

แก๊สระหว่างดาวมีผลต่อฝุ่นขนาดเล็กซึ่งอยู่รอบนอกของจานฝุ่น รูปร่างของจานฝุ่นจึงบิดเบี้ยวไปได้หลายแบบขึ้นกับทิศทางการหันเหของระบบดาวฤกษ์ด้วย เช่นดาวเอชดี 61005 ในกลุ่มดาวท้ายเรือ ซึ่งเคลื่อนที่ฝ่าเข้าไปในแก๊สแบบหันขั้วเข้าหรือกางจานต้านลมเต็มที่ ผลจากการปะทะก็จะทำให้ขอบจานฝุ่นถูกผลักไปด้านหลังเป็นทรงกระบอกห่อหุ้มดาวอยู่ แต่ถ้าดาวเคลื่อนที่เข้าหาแก๊สโดยหันข้างเข้าใส่ จานฝุ่นก็จะโย้ไปข้างหนึ่ง

“แรงดันของแก๊สระหว่างดาวจะเห็นผลเฉพาะขอบนอกของจานเท่านั้น ซึ่งเป็นส่วนที่ฝุ่นได้รับอิทธิพลด้านแรงโน้มถ่วงจากดาราจักรน้อยที่สุด” ไวน์เบอร์เกอร์กล่าว

ระบบที่นักวิทยาศาสตร์คณะนี้ศึกษามีอายุราว 100 ล้านปี ซึ่งใกล้เคียงกับระบบสุริยะของเราในช่วงที่เริ่มให้กำเนิดดาวเคราะห์ดวงหลัก

นักดาราศาสตร์บางครั้งตีความความบิดเบี้ยวของจานฝุ่นว่าเกิดจากดาวเคราะห์ที่ยังมองไม่เห็นที่ฝังอยู่ในจาน หรือไม่ก็คิดว่าอาจเกิดจากการที่ดาวเพิ่งเฉียดใกล้กับดาวดวงอื่นมา แต่การศึกษาของเดบส์ในครั้งนี้แสดงว่า ยังมีปัจจัยเกี่ยวกับแก๊สระหว่างดาวอีกเรื่องหนึ่งที่มาเป็นตัวเลือกอีกตัวหนึ่งของคำตอบนี้

แม้นักดาราศาสตร์จะไม่ทราบว่าในระบบเหล่านี้มีดาวเคราะห์อยู่ในจานหรือไม่ แต่การศึกษากระบวนการที่มีผลต่อขอบนอกของจานฝุ่นนี้ย่อมช่วยให้เข้าใจการกำเนิดดาวเคราะห์ยักษ์น้ำแข็งอย่างดาวเนปจูนและยูเรนัส รวมถึงวัตถุน้ำแข็งเล็กอย่างวัตถุไคเปอร์ได้ดียิ่งขึ้นด้วย

ที่มา:
Huge planet orbits wrong way – astronomy.com