สำรวจดาวฤกษ์วงแหวนสามชั้น

สำรวจดาวฤกษ์วงแหวนสามชั้น
7 พฤศจิกายน 2551 รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวเอปไซลอนแม่น้ำ (Epsilon Eridani) เป็นดาวฤกษ์ที่นักดาราศาสตร์คุ้นเคยดี เนื่องจากอยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เพียง 10.5 ปีแสง มองเห็นได้ด้วยตาเปล่า จัดเป็นดาวฤกษ์ใกล้ดวงอาทิตย์ที่สุดเป็นอันดับที่ 9

นักดาราศาสตร์ให้ความสนใจดาวดวงนี้เนื่องจากมีหลายสิ่งหลายอย่างคล้ายดวงอาทิตย์ ดาวเอปไซลอนแม่น้ำเล็กกว่า มวลต่ำกว่า และอุณหภูมิต่ำกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย คาดว่ามีอายุประมาณ 850 ล้านปี และที่สำคัญ มีระบบดาวเคราะห์เป็นบริวารด้วย นั่นคือมีระบบสุริยะเป็นของตัวเอง

การที่ดาวเอปไซลอนแม่น้ำมีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์และมีอายุน้อยกว่าดวงอาทิตย ์ทำให้การศึกษาดาวดวงนี้เปรียบเหมือนกับการมองย้อนไปยังอดีตของดวงอาทิตย์ นักดาราศาสตร์สามารถศึกษาต้นกำเนิดและวิวัฒนาการช่วงต้นของระบบสุริยะของเราได้จากการศึกษาดาวเอปไซลอนแม่น้ำนี้

รายงานล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซาเมื่อปลายเดือนตุลาคมที่ผ่านมา ได้ระบุว่านักดาราศาสตร์เพิ่งพบความคล้ายดวงอาทิตย์เพิ่มขึ้นอีกหนึ่งอย่าง นั่นคือพบว่าดาวดวงนี้มีแถบดาวเคราะห์น้อยล้อมรอบด้วย มีระยะวงโคจรห่างจากดาวแม่เท่ากับแถบดาวเคราะห์น้อยของดวงอาทิตย์พอดี

ระบบสุริยะของเราก็มีแถบดาวเคราะห์น้อยคั่นอยู่ระหว่างวงโคจรของดาวอังคารกับดาวพฤหัสบดี ประกอบด้วยดาวเคราะห์น้อยจำนวนนับล้าน มวลรวมของดาวเคราะห์น้อยในแถบนี้มีประมาณ 1/20 เท่าของดวงจันทร์โลก

สปิตเซอร์ไมได้พบแถบดาวเคราะห์น้อยแค่แถบเดียว แต่พบถึงสองแถบ แถบดาวเคราะห์น้อยแถบที่สองอยู่ที่ระยะของวงโคจรของดาวยูเรนัส มีมวลรวมใกล้เคียงกับดวงจันทร์ของโลก

เท่านั้นยังไม่พอ สปิตเซอร์ยังพบสิ่งคล้ายแถบดาวเคราะห์น้อยอีกแถบหนึ่งแต่ประกอบด้วยวัตถุจำพวกน้ำแข็งอยู่ที่ระยะ 35-100 หน่วยดาราศาสตร์จากดาวแม่ แถบวัตถุน้ำแข็งนี้คล้ายกับแถบไคเปอร์ของระบบสุริยะของเรา แต่แถบนอกของเอปไซลอนแม่น้ำมีมวลรวมของวัตถุมากกว่าแถบไคเปอร์ของเราถึง 100 เท่า

นักวิทยาศาสตร์ได้คำนวณไว้ว่า ขณะที่ดวงอาทิตย์ยังมีอายุได้ 850 ล้านปี แถบไคเปอร์ของดวงอาทิตย์ก็ไม่ต่างจากแถบนอกของเอปไซลอนแม่น้ำนี้ ต่อมาวัตถุในแถบไคเปอร์บางส่วนก็กระเด็นออกไป บางส่วนก็หลุดเข้ามาในระบบสุริยะชั้นใน ทำให้เกิดยุคชนกระหน่ำยุคหลัง ซึ่งได้ที่ทิ้งหลักฐานไว้อย่างชัดเจนบนพื้นผิวของดวงจันทร์ เชื่อว่าอนาคตอันใกล้ของดาวเอปไซลอนแม่น้ำก็คงเกิดเหตุการณ์ที่ดำเนินไปในลักษณะเดียวกัน

ดาวเอปไซลอนแม่น้ำจึงเป็นดาวฤกษ์ที่มีวงแหวนถึงสามวง ช่องว่างระหว่างวงแหวนเป็นหลักฐานที่ดีเยี่ยมที่แสดงถึงการกวาดเซาะโดยดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่ เช่นเดียวกับสิ่งที่ดวงจันทร์ของดาวเสาร์กระทำต่อวงแหวนดาวเสาร์

ข้อมูลจากสปิตเซอร์นี้แสดงว่าต้องมีดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่มีวงโคจรใกล้กับวงแหวนชั้นในสุด ซึ่งเป็นเรื่องเหมาะเจาะอย่างยิ่ง เพราะก่อนหน้านี้ในปี 2543 ได้มีการศึกษาการเคลื่อนที่ตามแนวเล็งของเอปไซลอนแม่น้ำและพบหลักฐานว่าดาวดวงนี้มีดาวเคราะห์อยู่ที่ตำแหน่งเดียวกัน

แต่ในความสอดคล้องนี้ก็มีความขัดแย้งตามมาด้วย การศึกษาในคราวนั้นชี้ว่าดาวเคราะห์ดวงนี้มีวงโคจรรีมาก มีความรีประมาณ 0.7 แต่การสำรวจล่าสุดนี้กลับให้ผลไม่สอดคล้องกัน เพราะหากมีดาวเคราะห์โคจรแบบรีนั้นที่ตำแหน่งดังกล่าวจริง สนามความโน้มถ่วงของมันย่อมไปปั่นป่วนวงแหวนวงในจนสลายไปนานแล้ว

ดาวเคราะห์ดวงที่สองโคจรอยู่ใกล้วงแหวนวงกลาง และดาวเคราะห์ดวงที่สามอยู่ห่างจากดาวฤกษ์ 35 หน่วยดาราศาสตร์ ใกล้กับขอบด้านในของแถบไคเปอร์ของเอปไซลอนแม่น้ำ

เป็นไปได้ว่าการสำรวจในอนาคตอาจก้าวหน้าถึงขั้นตรวจพบดาวเคราะห์ที่ยังมองไม่เห็นของเอปไซลอนแม่น้ำได้โดยตรง และอาจถึงขั้นตรวจพบดาวเคราะห์หินที่โคจรอยู่ในวงแหวนชั้นในได้เลยก็เป็นได้

ที่มา:
This nearby star is a triple-ring system – astronomy.com