สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ยักษ์ชนยักษ์

ยักษ์ชนยักษ์

23 ก.ค. 2550
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์ได้ใช้ดาวเทียมฟิวส์ (FUSE--Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer) ของนาซาร่วมกับกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินสำรวจดาวคู่คู่หนึ่งและได้พบกับสมบัติสำคัญของดาวคู่อายุน้อยที่มีมวลสูงมาก

ดาวคู่ดังกล่าวคือ แอลเอช 54-425 (LH54-425) อยู่ในดาราจักรเมฆแมเจเลนใหญ่ ซึ่งเป็นดาราจักรบริวารของดาราจักรทางช้างเผือก สมาชิกของดาวคู่นี้เป็นดาวชนิดโอทั้งสองดวง ดาวชนิดโอเป็นดาวชนิดที่หนักที่สุดและสว่างที่สุดในเอกภพ

สเปกตรัมของดาวที่วัดได้จากกล้อง 4.9 ฟุตที่หอดูดาวเซอร์โรโตโลโลอินเตอร์อเมริกันในชิลีแสดงว่าดาวสองดวงนี้มีมวล 62 และ 37 เท่าของดวงอาทิตย์ และยังพบว่าดาวทั้งคู่อยู่ใกล้กันมาก ระยะห่างระหว่างดาวเพียงประมาณหนึ่งในหกของระยะห่างระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์เท่านั้น ทำให้ทั้งคู่โคจรรอบกันอย่างรวดเร็วเพียงรอบละ 2.25 วัน มวลรวมของระบบที่มากร่วมร้อยเท่าของดวงอาทิตย์ทำให้ระบบดาวคู่นี้เป็นระบบที่มีมวลสูงที่สุดคู่หนึ่งเท่าที่เคยรู้จัก คาดว่าดาวคู่นี้มีอายุน้อยกว่าสามล้านปี

ดาวแต่ละดวงต่างพ่นลมดาวออกมาอย่างรุนแรง ด้วยความสามารถของดาวเทียมฟิวส์ ทำให้นักดาราศาสตร์ได้มองเห็นความเป็นไปที่เกิดขึ้นเมื่อลมดาวอันเกรี้ยวกราดจากดาวสองดวงพัดมาปะทะกันเป็นครั้งแรก แนวปะทะของลมเป็นรูปโค้งโอบดาวดวงที่เล็กกว่า แก๊สร้อนจัดที่บริเวณนี้แผ่รังสีเอกซ์และรังสีอัลตราไวโอเลตไกล ฟิวส์เป็นเครื่องมือที่เหมาะสมสำหรับการสำรวจประเภทนี้มาก เพราะรังสีที่แสดงสมบัติต่าง ๆ ของลมดาวมักอยู่ในย่านอัลตราไวโอเลตไกลซึ่งเป็นย่านความถี่ที่อุปกรณ์ของฟิวส์ไวที่สุด

ดาวดวงที่หนักกว่าสูญเสียมวลจากการสาดเนื้อดาวออกมาด้วยอัตรา 500 ล้านล้านตันต่อวินาที (เร็วกว่าดวงอาทิตย์ราว 400 เท่า) โหมพัดลมออกมาด้วยความเร็ว 8.6 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ส่วนดาวดวงที่เบากว่ามีอัตราสูญเสียมวลต่ำกว่าคู่สหายประมาณสิบเท่า อัตราสูญเสียมวลของดาวทั้งสองนี้สอดคล้องกับดาวโดดดวงอื่นที่อุณหภูมิและสภาพส่องสว่างเท่ากัน

เมื่อดาวทั้งสองมีอายุมากขึ้นและเริ่มพองใหญ่ขึ้น จะเริ่มมีการถ่ายเทมวลให้กันและกัน กระบวนการนี้อาจเกิดขึ้นภายในหนึ่งล้านปีข้างหน้า และการที่ดาวทั้งสองอยู่ใกล้กันมากจึงเป็นไปได้ว่าจะหลอมรวมกันเป็นดวงเดียวกันในอนาคต ดาวลูกผสมที่เกิดขึ้นจะมีมวลสูงมากเหมือนกับดาวดวงที่หนักกว่าที่อยู่ในระบบดาวคู่อีตากระดูกงูเรือ (Eta Carinae) ระบบดาวอีตากระดูกงูเรือเป็นดาวที่มีมวลสูงที่สุดและสว่างที่สุด มีมวลราว 100 เท่าของดวงอาทิตย์

"ดาวที่เกิดจากดาวทั้งสองดวงนั้นหลอมรวมกันอาจมีมวลได้ 80 เท่าของดวงอาทิตย์และมีสภาพแบบเดียวกับดาวอีตากระดูกงูเรือที่เมื่อหนึ่งล้านปีก่อนก็อาจมีสภาพเหมือนดาวคู่แอลเอช 54-425 ในปัจจุบัน" ซันเนบอร์นกล่าว ดาวที่มวลมากระดับนี้ที่อายุน้อยหายากมาก การค้นพบนี้ได้ขยายขอบเขตความรู้เรื่องธรรมชาติของดาวคู่มวลสูงขึ้นเป็นอย่างมาก

"วิวัฒนาการของดาวมวลสูงเป็นไปอย่างรวดเร็วมาก เมื่อเทียบกับดวงอาทิตย์ซึ่งแทบไม่เปลี่ยนแปลงไปเลยตลอดเวลาสี่พันล้านปีที่ผ่านมา แต่ดาวคู่นี้กับต่างกับอีตากระดูกงูเรืออย่างลิบลับทั้งที่มีอายุต่างกันเพียงหนึ่งล้านปีเท่านั้น" โรซินา ไอพิง จากมหาวิทยาลัยแคทอลิก วอชิงตัน หัวหน้าคณะนักดาราศาสตร์ที่ใช้ดาวเทียมฟิวส์สำรวจแอลเอช 54-425 ในครั้งนี้กล่าว

"แต่ถ้าถามว่าดาวคู่นี้จะกลายเป็นวัตถุแบบอีตากระดูกงูเรือหรือไม่นั้น ไม่รู้สิ"
ระบบดาวคู่แอลเอช 54-425 ตามจินตนาการของศิลปิน ประกอบด้วยดาวมวลสูงมากสองดวง ดวงที่หนักกว่าพัดโหมลมดาวออกมารุนแรงจนโอบรอบดาวสหาย แนวปะทะของลมจากทั้งสองดวงเป็นบริเวณที่แก๊สร้อนจัด ระบบดาวคู่นี้อยู่ในเมฆแมเจลัน ดาราจักรบริวารของทางช้างเผือก อยู่ห่างออกไปราว 165,000 ปีแสง (ภาพจาก NASA: Casey Reed)

ระบบดาวคู่แอลเอช 54-425 ตามจินตนาการของศิลปิน ประกอบด้วยดาวมวลสูงมากสองดวง ดวงที่หนักกว่าพัดโหมลมดาวออกมารุนแรงจนโอบรอบดาวสหาย แนวปะทะของลมจากทั้งสองดวงเป็นบริเวณที่แก๊สร้อนจัด ระบบดาวคู่นี้อยู่ในเมฆแมเจลัน ดาราจักรบริวารของทางช้างเผือก อยู่ห่างออกไปราว 165,000 ปีแสง (ภาพจาก NASA: Casey Reed)