19
Dec
2022

ดาวเคราะห์ที่ถูกบดขยี้รอบดาวที่ตายแล้วสามารถเขียนประวัติศาสตร์ของระบบสุริยะใหม่ได้

การศึกษาใหม่เกี่ยวกับดาวแคระขาวที่มีบรรยากาศ “ปนเปื้อน” ทำให้นักวิทยาศาสตร์ต้องคิดใหม่ว่าดาวเคราะห์ก่อตัวอย่างไรและเมื่อใด

ภาพประกอบของดาวเคราะห์อายุน้อยที่ก่อตัวจากดาวเคราะห์น้อยที่เป็นหิน บางชิ้นหลุดเข้าไปในบรรยากาศของดาราท้องถิ่น (เครดิตรูปภาพ: Amanda Smith)

โดย

Brandon Specktorที่ตีพิมพ์18 วันที่ผ่านมา

ดาวเคราะห์อาจเริ่มก่อตัวขึ้นในระบบสุริยะ ของเรา เมื่อดวงอาทิตย์ยังเล็กอยู่ ซึ่งเร็วกว่าที่เคยคิดไว้หลายล้านปี การศึกษาครั้งใหม่เกี่ยวกับดาวฤกษ์ที่ตายไปนานแล้วชี้ให้เห็น

ในการศึกษาซึ่งตีพิมพ์ในวารสารNature Astronomy เมื่อวันจันทร์ (14 พ.ย.) นัก ดาราศาสตร์วิเคราะห์ส่วนผสมขององค์ประกอบต่างๆ ในชั้นบรรยากาศของดาวแคระขาวมากกว่า 200 ดวง ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่ตายแล้วและสลัวซึ่งครั้งหนึ่งเคยมีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์ของเรา หรือ ขนาดใหญ่ขึ้น

ผู้เขียนการศึกษาพบหลักฐานชัดเจนว่าดาวเหล่านี้ “ปนเปื้อน” ด้วยธาตุหนัก เช่น เหล็ก แมกนีเซียม และแคลเซียม ตามที่ผู้เขียนกล่าวไว้ ดาวแคระขาวมักจะมีชั้นบรรยากาศที่บริสุทธิ์ และความผิดปกติขององค์ประกอบเหล่านี้อาจเป็นผลมาจากการชนกับดาวเคราะห์น้อยโบราณที่เรียกว่าดาวเคราะห์ทีซิมเท่านั้น ซึ่งเป็นกลุ่มหินที่สร้างจากดาวเคราะห์ยุคแรก ซึ่งถูกเผาไหม้ในชั้นบรรยากาศของดาวเมื่อหลายปีก่อน

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ดาวแคระขาวถูกจับสวมซากศพของดาวเคราะห์ที่น่าจะเป็นในชั้นบรรยากาศ อย่างไรก็ตาม ประเภทของธาตุที่ตรวจพบในดาวฤกษ์เหล่านี้บ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ที่เผาไหม้ครั้งหนึ่งเคยมีแกนเหล็ก ซึ่งหมายความว่าพวกมันผ่านกระบวนการหลอมและแข็งตัวที่ยาวนานที่เรียกว่า ดิฟเฟอเรนติเอชัน ซึ่งเป็นกระบวนการเดียวกับที่ทำให้เนื้อโลกเป็นชั้นหินและธาตุเหล็ก หลักหลายพันล้านปีก่อน

เพื่อที่จะทนต่อกระบวนการหลอมละลายที่ยาวนานนี้ ดาวเคราะห์ที่มีแกนเป็นเหล็กเหล่านี้จะต้องก่อตัวขึ้นภายในหนึ่งล้านปีแรกของระบบสุริยะ

“สาเหตุของการหลอมละลายสามารถเกิดจากธาตุกัมมันตภาพรังสีที่มีอายุสั้นมากเท่านั้น ซึ่งมีอยู่ในช่วงแรกของระบบดาวเคราะห์ แต่สลายตัวไปในเวลาเพียงหนึ่งล้านปี” เอมี บอนซอร์ ผู้เขียนนำการศึกษา นักดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ใน สหราช อาณาจักรกล่าวในแถลงการณ์ “อีกนัยหนึ่ง หากดาวเคราะห์น้อยเหล่านี้ถูกหลอมละลายโดยบางสิ่งที่มีอยู่เพียงช่วงสั้นๆ ในรุ่งอรุณของระบบดาวเคราะห์ กระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์จะต้องเริ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว”

ทฤษฎีการกำเนิดดาวเคราะห์ชั้นนำในปัจจุบันเสนอว่าดาวเคราะห์กำเนิดจากแผ่นน้ำแข็งของก๊าซและฝุ่นที่โคจรรอบดาวฤกษ์อายุน้อย เมื่อเวลาผ่านไป อนุภาคเล็กๆ ในดิสก์เหล่านี้จะเกาะติดกันกลายเป็นวัตถุที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ ในที่สุดดาวเคราะห์หินก็ปรากฏขึ้น ดาวเคราะห์เหล่านี้บางดวงยังคงสะสมสสารจากสิ่งรอบข้าง กลายเป็นดาวเคราะห์ ขณะที่ดวงอื่นๆ ยังคงเป็นดาวเคราะห์น้อย เช่นเดียวกับที่ชนเข้ากับดาวแคระขาวในการศึกษาครั้งใหม่

ทฤษฎีส่วนใหญ่เชื่อว่าดาวเคราะห์เทซิมอลจะไม่ปรากฏในระบบสุริยะจนกว่าดาวฤกษ์แม่ของพวกมันจะมีขนาดสุดท้ายแล้ว เป็นเวลาหลายล้านปีหลังจากการกำเนิดของดาวฤกษ์ แต่การศึกษาใหม่นี้ชี้ให้เห็นว่าไม่สามารถเป็นเช่นนั้นได้เสมอไป เพื่อให้ดาวฤกษ์ที่ตายแล้วมีซากของดาวเคราะห์น้อยที่มีธาตุเหล็กอยู่ในชั้นบรรยากาศ ดาวดวงนั้นและดาวเคราะห์ใกล้เคียงจะต้อง “เติบโตไปด้วยกัน” ผู้เขียนการศึกษาเขียน และนั่นทำให้จุดเริ่มต้นของการก่อตัวดาวเคราะห์ย้อนกลับไปหลายล้านปี

Bonsor กล่าวว่า “การศึกษาของเราสนับสนุนฉันทามติที่เพิ่มขึ้นในด้านที่ว่าการก่อตัวของดาวเคราะห์เกิดขึ้นในช่วงต้น โดยกลุ่มแรกก่อตัวขึ้นพร้อมกับดาวฤกษ์” Bonsor กล่าว การก่อตัวดาวเคราะห์ประเภทนี้อาจ “แพร่หลาย” ในระบบสุริยะ รวมทั้งระบบสุริยะของเราด้วย

ไม่ได้หมายความว่าโลกหรือดาวเคราะห์ดวงอื่นมีอายุมากกว่าที่เคยคิดไว้ การค้นพบของการศึกษาเสนอเพียงว่ากระบวนการทางกายภาพของการก่อตัวดาวเคราะห์เริ่มต้นเร็วกว่าที่แบบจำลองทั่วไปกล่าวอ้าง 

หน้าแรก

Share

You may also like...