สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดาวสะเทือนบอกอายุ

ดาวสะเทือนบอกอายุ

19 ก.พ. 2548
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวโพรซิออน เป็นดาวที่สว่างเป็นอันดับแปดบนท้องฟ้า สว่างที่สุดในกลุ่มดาวหมาเล็ก เป็นหนึ่งดาวสว่างสามดวงที่ประกอบกันเปนสามเหลี่ยมฤดูหนาว จึงเป็นรู้จักกันดีของนักดาราศาสตร์และนักดูดาวทั่วไป แต่ถึงอย่างนั้น ข้อมูลทางด้านอายุและช่วงวิวัฒนาการของดาวดวงนี้ยังไม่มีใครทราบแน่ชัด เนื่องจากข้อมูลที่จำเป็นในการประมาณอายุไม่เพียงพอ

แต่ในช่วงปลายศตวรรษที่ผ่านมา ดาวดวงนี้ได้มีอาการสั่นไหวเล็กน้อย การสั่นไหวนี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ทราบถึงโครงสร้างภายในดาวจากการศึกษาคลื่นการสั่นเช่นเดียวกับที่นักธรณีวิทยาศึกษาโครงสร้างภายในของโลกจากคลื่นที่เกิดจากแผ่นดินไหว จนช่วยให้คำนวณหาอายุของดาวได้ในที่สุด

ผู้ที่สำรวจและสร้างแบบจำลองของดาวโพรซิออนจนได้อายุออกมานี้คือ แพทริก เอกเกนเบอร์เกอร์ ฟาบีน คาร์เรียร์ ฟรองซัว บูชี จากหอดูดาวเจนีวา 

พารามิเตอร์หลักในการสร้างแบบจำลองนี้คือ มวลของดาว ซึ่งเป็นตัวระบุความเร็วของวิวัฒนาการของดาวแต่ละดวง มวลของดาวโพรซิออนเป็นที่ทราบกันดีอยู่แล้วเนื่องจากดาวดวงนี้มีดาวแคระขาวดวงเล็กดวงหนึ่งคู่กันอยู่ ทั้งสองโคจรรอบกันด้วยคาบ 40 ปี ทำให้นักดาราศาสตร์ทราบมวลของทั้งคู่ได้ง่าย ๆ จากความเร็วในการโคจร ในปี 2543 เทอร์รี เจอราร์ด จากมหาวิทยาลัยได้เยลสำรวจหามวลของโพรซิออนได้ 1.5 มวลสุริยะ ส่วนข้อมูลจากดาวเทียมฮิปปาร์คอสก็ระบุว่าดาวดวงนี้อยู่ห่างมากกว่า 11.4 ปีแสงไปเล็กน้อย

ปัจจุบัน ดาวโพรซิออนมีอุณหภูมิพื้นผิว 6,530 เคลวิน ร้อนกว่าดวงอาทิตย์ซึ่งมีอุณหภูมิ 5,770 เคลวินเล็กน้อย ส่วนสภาพส่องสว่างรวมทุกย่านความถี่สว่างกว่าดวงอาทิตย์ เท่า จากการสำรวจด้วยวิธีการแทรกสอดสัญญาณ (interferometry) ประกอบกับระยะห่างที่ทราบอยู่แล้ว ทำให้ทราบว่าดาวโพรซิออนมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์สองเท่า 

จากตัวแปรทั้งหลายที่ได้มานี้ เอกเกนเบอร์เกอร์สามารถสร้างแบบจำลองที่แม่นยำของโพรซิออน และประเมินอายุได้ว่าอยู่ที่ 1,700 ล้านปี ผิดพลาดไม่เกิน 300 ล้านปี อายุอ่อนกว่าดวงอาทิตย์ถึงสามเท่า

นอกจากดาวโพรซิออนแล้ว นักดาราศาสตร์คณะนี้ยังได้อาศัยการสั่นไหวของดาวในการอายุของดาวอีกดวงหนึ่ง คือ ดาวอีตาคนเลี้ยงสัตว์ (Eta Boo"tis) ซึ่งเป็นดาวยักษ์เล็กชนิดจี อยู่ห่างจากโลก 37 ปีแสง ได้มวล 1.6 มวลสุริยะและอายุ 2,700 ล้านปี

แม้ดวงอาทิตย์จะมีอายุมากกว่าดาวโพรซิออนและดาวอีตาคนเลี้ยงสัตว์ แต่เนื่องจากมีมวลน้อยกว่า จึงมีวิวัฒนาการช้ากว่า ตามแบบจำลองวิวัฒนาการของดวงอาทิตย์ ดวงอาทิตย์เริ่มเคลื่อนออกจากลำดับหลักในอีก 6,400 ล้านปีข้างหน้าเข้าสู่การเป็นดาวยักษ์เล็กอีก 730 ล้านปี และหลังจากนั้นก็จะเข้าสู่การเป็นดาวยักษ์แดง แต่ก่อนจะถึงช่วงนั้น ดาวโพรซิออนได้ล่วงเข้าสู่วาระสุดท้ายของการเป็นดาวแคระขาวไปนานแล้ว 

    แบบจำลองแสดงคลื่นการสั่นสะเทือนของดวงอาทิตย์ การศึกษาคลื่นการสั่นสะเทือนของดาวฤกษ์ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ทราบโครงสร้างภายในดาวได้ (ภาพจาก NSO/AURA/NSF)

    แบบจำลองแสดงคลื่นการสั่นสะเทือนของดวงอาทิตย์ การศึกษาคลื่นการสั่นสะเทือนของดาวฤกษ์ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ทราบโครงสร้างภายในดาวได้ (ภาพจาก NSO/AURA/NSF)

    ที่มา: