สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ทฤษฎีใหม่อธิบายต้นกำเนิดของเซดนา

ทฤษฎีใหม่อธิบายต้นกำเนิดของเซดนา

16 ก.พ. 2548
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เมื่อปลายปีที่แล้ว ได้มีการพบสมาชิกดวงใหม่ของระบบสุริยะดวงหนึ่ง ชื่อว่า เซดนา เป็นข่าวครึกโครมถึงขนาดที่บางคนเชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์ดวงที่สิบในระบบสุริยะ แม้ปัจจุบันนักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่อยากจะจัดให้เซดนาเป็นเพียงวัตถุไคเปอร์แล้วก็ตาม แต่ความน่าพิศวงของดาวดวงนี้ไม่ได้ลดลงไปเลย

วัตถุไคเปอร์เป็นวัตถุประเภทดาวเคราะห์น้อยขนาดใหญ่ มีวงโคจรนอกวงโคจรของดาวเนปจูน มีสมบัติทั่วไปคล้ายดาวพลูโต และเป็นต้นกำเนิดของดาวหางคาบสั้น

ดาวเซดนาต่างจากดาวเคราะห์และวัตถุไคเปอร์ทั่วไปหลายด้าน ดาวเซดนามีขนาดถึง 1,800 กิโลเมตร มีวงโคจรรีมาก อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์ตั้งแต่ 76 หน่วยดาราศาสตร์ถึง 940 หน่วยดาราศาสตร์ (1 หน่วยดาราศาสตร์เท่ากับระยะห่างระหว่างโลกถึงดวงอาทิตย์) ด้วยเหตุนี้นักดาราศาสตร์จึงคิดว่าเซดนาน่าจะมีต้นกำเนิดที่ต่างไปจากวัตถุไคเปอร์ทั่วไป

นักดาราศาสตร์ส่วนใหญ่เชื่อว่า เซดนาไม่ได้กำเนิดขึ้นที่บริเวณที่มันอยู่ในปัจจุบัน เนื่องจากตามแบบจำลองการกำเนิดดาวเคราะห์ที่ใช้กันในปัจจุบัน มีสสารที่ระยะของเซดนาในปัจจุบันน้อยเกินกว่าสร้างวัตถุใหญ่ขนาดเซดนาได้ จึงเชื่อว่าเซดนาน่าจะเกิดขึ้นจากบริเวณอื่นมากกว่า แล้วต่อมาได้มีแรงรบกวนจากภายนอกมาทำให้วงโคจรเปลี่ยนมาเป็นอย่างในปัจจุบัน

ตัวอย่างเช่น ไมค์ บราวน์, ชาด ทรูจิลโล และเดวิด ราบิโนวิตซ์ นักดาราศาสตร์ผู้ค้นพบเซดนาเชื่อว่า เซดนาน่าจะเกิดขึ้นที่วงโคจรระหว่างดาวพฤหัสบดีกับดาวเนปจูน ต่อมาถูกแรงโน้มถ่วงจากดาวเคราะห์อื่นเหวี่ยงให้หลุดออกมาด้านนอก 

ส่วนคณะนักดาราศาสตร์จากฝรั่งเศสและสถาบันวิจัยเซาท์เวสต์เชื่อว่า เซดนาน่าจะถูกรบกวนจากดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ผ่านเข้าใกล้ระบบสุริยะของเรามากกว่า

ส่วน สก็อตต์ เคนยอน จากหอดูดาวฟิสิกส์ดาราศาสตร์สมิทโซเนียนในเคมบริดจ์ และเบนจามิน บรอมลีย์จากมหาวิทยาลัยยูทาห์มีทฤษฎีที่แปลกประหลาดกว่านั้น เขาคิดว่าเซดนาอาจเคยเป็นบริวารของดาวฤกษ์ดวงอื่นมาก่อน แต่ถูกดวงอาทิตย์ดึงมาเป็นบริวารของตนเองในช่วงที่ดาวฤกษ์ดวงนั้นผ่านเข้ามาใกล้ดวงอาทิตย์เกินไป

แต่ทฤษฎีล่าสุดที่เสนอโดย เอส. อลัน สเติร์น จากสถาบันวิจัยเซาท์เวสต์ในโบลเดอร์ โคโลราโด บอกว่า เซดนาไม่จำเป็นต้องมีต้นกำเนิดมาจากที่อื่น บางทีอาจเกิดขึ้นที่ระยะห่างจากดวงอาทิตย์ไม่ไกลจากตำแหน่งปัจจุบันก็ได้ หากเป็นเช่นนั้นจริง ย่อมแสดงว่าของบริเวณสร้างดาวเคราะห์ของระบบสุริยะของเรามีขอบเขตกว้างขวางกว่าที่เคยคิดกันไว้มาก

ทฤษฎีใหม่ของสเติร์นซึ่งตีพิมพ์เผยแพร่ในวารสารแอสทรอนอมิคัลเจอร์นัลฉบับมกราคม 2005 คล้ายกับทฤษฎีอื่นที่เชื่อว่าเซดนากำเนิดขึ้นมาพร้อมวงโคจรต่างจากในปัจจุบัน และถูกแรงโน้มถ่วงจากวัตถุอื่นรบกวนจนวงโคจรเปลี่ยนแปลงไป แต่ต่างตรงที่สิ่งที่เปลี่ยนแปลงคือความรีและมุมเอียงของระนาบโคจรเท่านั้น ส่วนระยะห่างจากดวงอาทิตย์กลับไม่ต่างจากในปัจจุบันเท่าใดนัก

ทฤษฎีนี้ยังคงเชื่อว่าวงโคจรตั้งต้นของเซดนาเป็นวงกลมเช่นเดียวกับดาวเคราะห์ดวงอื่น เพราะเป็นไปไม่ได้ที่จะมีวงโคจรเริ่มต้นเป็นวงรีมาก ๆ ดังปัจจุบัน เพราะวงโคจรที่รีมากทำให้มีโอกาสพุ่งชนกับวัตถุอื่น ๆ ที่โคจรเป็นวงกลมด้วยความเร็วสูง จนไม่มีวันก่อร่างสร้างตัวขึ้นเป็นดวงใหญ่ได้

จากการจำลองการกำเนิดวัตถุไคเปอร์ด้วยโปรแกรมคอมพิวเตอร์ที่เขาสร้างขึ้น สเติร์นพบว่าวัตถุขนาดเซดนาเกิดขึ้นได้ที่ระยะ 75 ถึง 500 หน่วยดาราศาสตร์ ซึ่งอยู่ในช่วงของระยะห่างเฉลี่ยของเซดนา แสดงว่าเมฆหมอกที่ล้อมรอบดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นวัตถุดิบในการสร้างดาวเคราะห์และวัตถุบริวารต่าง ๆ แผ่กว้างออกไปไกลมากพอ ๆ กับของดาวฤกษ์ประเภทดวงอาทิตย์ดวงอื่น ๆ เช่นดาวบีตาขาตั้งภาพ นอกจากนี้ยังพบว่าระบบสุริยะใช้เวลาในการสร้างวัตถุขนาดใหญ่อย่างเซดนาหรือใหญ่กว่าเพียงสั้น ๆ เท่านั้น 

จนถึงขณะนี้ยังคงเป็นการยากที่จะกล่าวว่าทฤษฎีใดผิดทฤษฎีใดถูก ทุกแนวคิดล้วนเป็นไปได้ทั้งสิ้น แต่เชื่อว่าภายในอีกไม่กี่ปีนี้ เมื่อมีการพบวัตถุคล้าย ๆ กันนี้มากขึ้น จะช่วยให้ขอบเขตคำตอบจะแคบลงและอาจได้บทสรุปที่ชัดเจนว่า เซดนาเกิดขึ้นมาได้อย่างไร

การชนการที่เกิดขึ้นที่บริเวณขอบนอกของระบบสุริยะ อาจทำให้เกิดวัตถุประเภทเดียวกับเซดนา (ภาพจาก SWRI / Dan Durda)

การชนการที่เกิดขึ้นที่บริเวณขอบนอกของระบบสุริยะ อาจทำให้เกิดวัตถุประเภทเดียวกับเซดนา (ภาพจาก SWRI / Dan Durda)

ที่มา: