สมาคมดาราศาสตร์ไทย

โอมูอามูอากับดาวหางบอริซอฟมาจากไหน?

โอมูอามูอากับดาวหางบอริซอฟมาจากไหน?

19 เม.ย. 2564
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เมื่อเดือนตุลาคม 2560 ชาวโลกได้มีโอกาสรู้จักกับวัตถุจากนอกระบบสุริยะเป็นครั้งแรก มีชื่อว่า โอมูอามูอา วัตถุดวงนี้ได้แสดงสมบัติแสนประหลาดหลายอย่างที่พาให้นักดาราศาสตร์ต้องพากันพิศวง อีกเพียงไม่ถึงสองปีต่อมา วัตถุจากต่างระบบสุริยะดวงที่สองก็ปรากฏโฉมในชื่อของ ดาวหางบอริซอฟ 

นักดาราศาสตร์ให้ความสนใจวัตถุต่างด้าวมาก การศึกษาทำให้เกิดคำถามขึ้นมากมายเช่น วัตถุเหล่านี้มาจากไหน มีอยู่มากเพียงใด? การที่มีวัตถุตัวอย่างให้ศึกษาเพียงสองดวงทำให้การหาคำตอบเหล่านี้ไม่ง่ายเลย อย่างไรก็ตาม ความรู้ความเข้าใจในเรื่องการกำเนิดดาวฤกษ์และระบบสุริยะ อาจช่วยให้เราเข้าใจต้นกำเนิดของวัตถุประเภทนี้และเข้าใจได้ว่าออกจากพันธนาการจากดาวฤกษ์ของตนเองได้อย่างไร

นักวิจัยสี่คนประกอบด้วย ซูซันเนอ ฟัล์ซเนอร์ลูอิส ไอซ์พูรู วาร์กุสอัสมิทา บันดาเร และ ดิมิทรี เวอรัส ได้พยายามศึกษาหาคำตอบว่า วัตถุอย่างโอมูอามูอาหรือบอริซอฟนี้หลุดออกจากระบบสุริยะต้นกำเนิดได้อย่างไร 

ตามรายงานการวิจัยซึ่งได้เผยแพร่ใน arxiv.org อธิบายว่า เมื่อดาวฤกษ์อยู่ใกล้กัน ความโน้มถ่วงของดาวทั้งสองก็จะมีอันตรกิริยาต่อกัน ซึ่งจะรบกวนวัตถุบริวารของดาวฤกษ์ที่โคจรอยู่ให้เสียเสถียรภาพจนถึงขั้นหลุดออกจากวงโคจรได้ เงื่อนไขนี้เกิดขึ้นได้มากที่สุดในช่วงสิบล้านปีแรกนับจากที่ดาวเริ่มกำเนิดขึ้น ทั้งนี้เนื่องจากดาวฤกษ์ส่วนใหญ่เกิดขึ้นเป็นกลุ่ม ไม่ได้เกิดอย่างโดดเดี่ยว ดาวฤกษ์จึงมีโอกาสอยู่ใกล้กันได้มาก 

มวลของดาวฤกษ์มีผลต่อระดับความรุนแรงของกระบวนการสลัดบริวารมาก เช่นดาวฤกษ์มวลสูงที่เข้ามาใกล้กันในระยะ 250 หน่วยดาราศาสตร์อาจทำให้วัตถุดาวเคราะห์ของดาวฤกษ์ทั้งสองหลุดออกไปได้มากถึงกว่าครึ่งหนึ่งเลยทีเดียว 
 
ดาวหาง ไอ บอริซอฟ วัตถุจากนอกระบบสุริยะดวงที่สอง ถ่ายในเดือนตุลาคม 2562   (จาก NASA, ESA, and D. Jewitt (UCLA))


นักวิจัยคณะนี้ยังคาดการณ์ได้ถึงความเร็วและลักษณะของวัตถุที่จะถูกสลัดออกมาได้ด้วย ดาวเคราะห์น้อยส่วนใหญ่มักโคจรอยู่ใกล้ดาวฤกษ์ ส่วนวัตถุจำพวกดาวหางซึ่งอยู่ห่างออกมามากกว่าย่อมหลุดออกจากระบบได้ง่ายกว่า ดังนั้นจึงเชื่อได้ว่าวัตถุพเนจรส่วนใหญ่น่าจะเป็นวัตถุจำพวกดาวหางอย่างดาวหางบอริซอฟมากกว่า

นอกจากการที่ดาวฤกษ์สองดวงมาเข้าใกล้กันจะทำให้เกิดการรบกวนจนบริวารหลุดจากวงโคจรแล้ว เหตุการณ์อื่นบางอย่างก็อาจทำได้เช่นกัน เช่น ดาวเคราะห์ยักษ์แบบดาวพฤหัสบดีก็มีอานุภาพแรงพอที่จะเหวี่ยงดาวเคราะห์น้อยออกไปนอกระบบสุริยะได้เช่นกัน นอกจากนี้การรบกวนจากดาวเคราะห์ภายในระบบยังทำให้วัตถุที่ถูกเหวี่ยงออกไปมีความเร็วมากกว่าการถูกรบกวนโดยดาวฤกษ์ดวงอื่นอีกด้วย

เมื่อนำความสัมพันธ์นี้มาใช้พิจารณาวัตถุต่างด้าวสองดวงที่เรารู้จัก โอมูอามูอาซึ่งค่อนข้างช้าน่าจะหลุดออกจากระบบโดยการรบกวนโดยดาวฤกษ์เข้าใกล้กัน ส่วนดาวหางบอริซอฟมีความเร็วสูงกว่ามาก จึงเชื่อว่าน่าจะหลุดออกจากระบบเพราะถูกดาวเคราะห์ยักษ์ในระบบเหวี่ยงออกมา

งานวิจัยฉบับนี้ยังได้ศึกษากลไกดังกล่าวภายในระบบสุริยะของเราอีกด้วย พบว่านับจากที่ระบบสุริยะได้กำเนิดขึ้นมา มีวัตถุถูกเหวี่ยงออกไปนอกระบบแล้วเป็นปริมาณรวมไม่น้อยกว่า 2-3 มวลโลก นั่นหมายความว่าไม่เพียงแต่เราจะได้มีโอกาสได้พบวัตถุต่างด้าวที่หลุดมาไกลจากระบบสุริยะอื่นแล้ว อารยธรรมในระบบสุริยะอื่นก็อาจมีโอกาสได้พบกับวัตถุจากระบบสุริยะของเราได้เช่นกัน