สมาคมดาราศาสตร์ไทย

เบเทลจุสเอาอีกแล้ว

เบเทลจุสเอาอีกแล้ว

19 ส.ค. 2563
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวเบเทลจุส เป็นดาวฤกษ์ที่สว่างเป็นดับสองในกลุ่มดาวนายพราน มีสีแดงโดดเด่นสะดุดตา อยู่ที่ตำแหน่งของหัวไหล่ขวาของนายพราน หรืออยู่ในตำแหน่งของขาหน้าซ้ายของเต่าหากมองเป็นดาวแบบไทย ๆ 

เมื่อปลายปี 2562 นักดาราศาสตร์ได้สังเกตเห็นว่าดาวเบเทลจุสเริ่มหรี่แสงลงมากอย่างผิดสังเกต จนถึงปลายปี ดาวเบเทลจุสได้หรี่แสงจนคนที่ดูดาวเป็นก็สังเกตเห็นความเปลี่ยนแปลงได้ด้วยตาเปล่า การหรี่แสงยังคงดำเนินต่อไปเรื่อย ๆ จนถึงปลายเดือนกุมภาพันธ์ 2563 ซึ่งความสว่างของดาวได้หายไปถึงสองในสามแล้วการหรี่แสงก็หยุด แล้วหลังจากนั้นก็ค่อย ๆ สว่างมากขึ้นจนกระทั่งกลับสู่ความสว่างปกติ 

ภาพแสดงลำดับขั้นตอนการคายฝุ่นของดาวเบเทลจุส สองภาพทางซ้ายแสดงภาพที่มองเห็นได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ปรากฏจุดสว่างที่แผ่รังสีในย่านอัลตราไวโอเลต ซึ่งเป็นก้อนพลาสมาร้อนผุดออกมาจากกระแสไหลวนบนพื้นผิวดาวพร้อมกับแผ่ขยายออกและลดอุณหภูมิลง จนสุดท้ายกลายเป็นม่านฝุ่นที่บดบังแสงของดาวฤกษ์เอง ภาพสุดท้ายแสดงภาพของดาวในมุมมองจากโลก ก้อนฝุ่นได้บดบังผิวดาวไปจนทำให้แสงดาวดูหรี่ลงไป (จาก NASA, ESA, and E. Wheatley (STScI))


สเปตรัมของดาวเบเทลจุสที่อ่านได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลระหว่างเดือนมีนาคม 2562 ถึงเดือนกุมภาพันธ์ 2563 ฮับเบิลตรวจพบการปะทุอย่างรุนแรงที่ซีกใต้ของดาวเบเทลจุส หลังจากนั้นการหรี่แสงอย่างผิดสังเกตของดาวดวงนี้ก็เริ่มขึ้น  (จาก NASA, ESA, A. Dupree (CfA), and E. Wheatley (STScI))


แม้เบเทลจุสจะดูเหมือนกลับสู่ภาวะปกติแล้ว แต่นักดาราศาสตร์ก็ยังไม่เข้าใจว่า การหรี่แสงดังกล่าวเกิดขึ้นได้อย่างไร ทฤษฎีที่เสนอกันขึ้นมามีสองแนวทางใหญ่ ๆ แนวทางแรก อธิบายว่าเกิดจากกลุ่มฝุ่นที่ดาวพ่นออกมาบดบังแสงของตัวเองไป แนวทางที่สองบอกว่า เกิดจากวัฏจักรการแปรแสงภายในดาวซึ่งมีหลายวัฏจักรซ้อนกันอยู่มามีจุดต่ำสุดตรงกันพอดี

ทฤษฎีหลังมีน้ำหนักดี เพราะการหรี่แสงตามวัฏจักรจากเหตุภายในดาวย่อมเป็นสิ่งที่พยากรณ์ได้  ซึ่งนักดาราศาสตร์ที่สนับสนุนอธิบายว่าวัฏจักรการแปรแสงนี้มีคาบราว 420 วัน และการหรี่แสงของเบเทลจุสเมื่อต้นปีก็สอดคล้องกับคาบ 420 วันจริง ๆ 

แต่ตอนนี้ทฤษฎีการหรี่แสงตามวัฏจักรเริ่มมีปัญหาเสียแล้ว ระหว่างเดือนมิถุนายนถึงเดือนสิงหาคมของทุกปี เป็นช่วงเวลาที่ดาวเบเทลจุสมีตำแหน่งใกล้ดวงอาทิตย์ การสังเกตดาวดวงนี้จึงทำได้ยากเพราะถูกแสงจ้าของดวงอาทิตย์รบกวน ไม่ว่าจะจากพื้นโลกหรือกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่โคจรรอบโลก นักดาราศาสตร์ที่ต้องการติดตามความคืบหน้าของดาวเบเทลจุสจึงหันไปใช้ยานอีกลำหนึ่ง ยานลำนี้เป็นหอสังเกตการณ์ลอยฟ้าของนาซาชื่อ สเตอริโอ (STEREO--Solar TErrestrial RElations Observatory) ยานคู่นี้มีข้อได้เปรียบที่เป็นยานโคจรรอบดวงอาทิตย์ จึงมีตำแหน่งห่างจากโลก สังเกตดาวเบเทลจุสได้โดยไม่ถูกแสงจ้าของดวงอาทิตย์มารบกวน และสเตอริโอก็ทำให้นักดาราศาสตร์ต้องประหลาดใจเมื่อพบว่า ดาวเบเทลจุสเริ่มหรี่แสงลงอีกแล้ว 

แน่นอนว่าการหรี่แสงครั้งนี้ไม่เป็นไปตามวัฏจักร 420 วัน ทฤษฎีการหรี่แสงตามวัฏจักรจึงใช้อธิบายไม่ได้ นักดาราศาสตร์ต้องหาคำอธิบายใหม่ และตอนนี้เหมือนจะได้คำตอบแล้ว คำตอบดังกล่าวมาจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

ภาพดาวเบเทลจุสที่ถ่ายได้จากยานสเตอริโอขององค์การนาซา ยานสเตอริโอเป็นยานเพียงลำเดียวที่สังเกตดาวเบเทลจุสได้ในช่วงกลางปี เนื่องจากตำแหน่งของยานอยู่ห่างจากโลกมาก จึงไม่ถูกรบกวนจากแสงจ้าของดวงอาทิตย์ (จาก NASA/STEREO/HI)


กราฟความสว่างของดาวเบเทลจุสระหว่างปลายปี 2561 จนถึงปัจจุบัน จุดสีน้ำเงินและสีเขียวแสดงค่าที่วัดได้จากหอดูดาวภาคพื้นดิน ช่วงที่ข้อมูลหายไปคือช่วงที่ดาวเบเทลจุสอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์ จึงวัดความสว่างได้ยาก จุดสีแดงแสดงค่าที่วัดได้จากยานสเตอริโอ แสดงค่าความสว่างของดาวเบเทลจุสที่เริ่มลดลงอีกครั้งในกลางปี 2563   (จาก Dupree, et al.)


แอนเดรีย ดูพรี รองผู้อำนวยการศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์เวิร์ด-สมิทโซเนียน และคณะได้ศึกษาดาวเบเทลจุสโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสำรวจระหว่างเดือนตุลาคมถึงเดือนพฤศจิกายน 2562 ฮับเบิลได้ตรวจพบสสารร้อนก้อนมหึมาเคลื่อนออกจากดาวด้วยความเร็วราว 300,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง และในเดือนถัดมากล้องต่าง ๆ ทั่วโลกก็เริ่มจับสัญญาณการหรี่แสงของดาวได้ 

"เมื่อแก๊สร้อนหลุดออกห่างออกจากผิวดาวได้ระยะหนึ่งก็จะเย็นตัวลงกลายเป็นกลุ่มฝุ่นขนาดใหญ่ที่บดบังแสงของดาวไป ดูพรีอธิบาย "ปรากฏการณ์เช่นนี้เคยพบในดาวฤกษ์สว่างร้อนแรงดวงอื่นด้วย แต่ไม่เคยพบในดาวเบเทลจุสมาก่อน นี่นับเป็นครั้งแรกของดาวดวงนี้"

จากหลักฐานนี้ ทำให้เชื่อได้ว่า การหรี่แสงของดาวเบเทลจุสเมื่อปลายปี 2562 ถึงต้นปี 2563 เกิดขึ้นจากฝุ่นที่ดาวพ่นออกมาจากดาวบดบังแสงไป 

นักดาราศาสตร์คณะนี้มีแผนจะใช้ยานสเตอริโอสำรวจดาวเบเทลจุสอีกครั้งในช่วงกลางปีหน้า ไม่แน่ว่าเมื่อถึงเวลานั้นดาวดวงนี้จะมีอะไรให้ประหลาดใจกันอีกก็ได้