สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ทฤษฎีกำเนิดดาวเคราะห์ใหม่ ไม่ถึงพันปี

ทฤษฎีกำเนิดดาวเคราะห์ใหม่ ไม่ถึงพันปี

2 ธ.ค. 2545
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันได้เสนอทฤษฎีกำเนิดดาวเคราะห์ใหม่ โดยกล่าวว่า ดาวเคราะห์เช่นดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวเนปจูน และดาวพลูโตอาจกำเนิดขึ้นภายในเวลาเพียงไม่กี่ร้อยปีเท่านั้น 

ทฤษฎีกำเนิดดาวเคราะห์แบบฉบับที่นักดาราศาสตร์เชื่อถือกันในปัจจุบันกล่าวว่า ดาวเคราะห์เกิดมาจากจานก๊าซมหึมาที่ล้อมรอบดาวฤกษ์ที่เพิ่งเกิดใหม่ เมื่อเวลาผ่านไปนับล้านปี หลังจากความรุนแรงของดาวฤกษ์ลดลงและเริ่มเสถียร ดาวเคราะห์จึงเริ่มกำเนิดขึ้นในจานก๊าซนั้น ดาวเคราะห์ที่ใกล้ดาวฤกษ์จะเป็นดาวเคราะห์หิน ส่วนห่างออกมาก็จะเป็นดาวเคราะห์ก๊าซ 

ทฤษฎีนี้แม้จะเป็นที่ยอมรับกันอย่างกว้างขวาง แต่ยังมีปัญหาสำคัญสองข้อที่ยังอธิบายไม่ได้ ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ได้มีการค้นพบดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่นเป็นจำนวนมากนับร้อยดวง ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่ที่พบเป็นดาวเคราะห์ก๊าซแบบดาวพฤหัสบดีและพบที่ระยะใกล้ดาวฤกษ์มาก ๆ บางดวงมีรัศมีวงโคจรเล็กกว่าดาวพุธเสียอีก ตามทฤษฎีแบบฉบับดาวเคราะห์ก๊าซไม่น่าจะกำเนิดขึ้นที่ระยะใกล้ดาวฤกษ์ขนาดนั้นได้ อีกข้อหนึ่ง เนื่องจากดาวฤกษ์แบบดวงอาทิตย์กำเนิดขึ้นในเมฆกำเนิดดาวฤกษ์เช่นในเนบิวลานายพราน รังสีอัลตราไวโอเลตเข้มข้นในระบบสุริยะจะปัดเป่าก๊าซในจานที่ล้อมดาวฤกษ์ให้เหือดหายไปหมดภายในเวลาไม่ถึงหนึ่งล้านปีเท่านั้น ดาวเคราะห์จึงไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ 

โทมัส อาร์.ควิน นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอชิงตันได้สร้างแบบจำลองการกำเนิดดาวเคราะห์ด้วยคอมพิวเตอร์ขึ้นมาใหม่ด้วยโปรแกรมที่สลับซับซ้อน ผลพบว่าจานก๊าซที่ล้อมรอบดาวฤกษ์เกิดใหม่จะเริ่มแตกเป็นส่วนเป็นก้อนหลังจากที่หมุนรอบดาวฤกษ์ได้เพียงไม่กี่รอบ หรือเพียงประมาณ 350 ปี หลังจากนั้นก๊าซแต่ละก้อนก็รวมกันเป็นดาวเคราะห์ ก้อนก๊าซที่มีวงโคจรใกล้เคียงกันอาจรวมกันเป็นดาวเคราะห์ดวงใหญ่ขึ้น กระบวนการสร้างดาวเคราะห์เสร็จสิ้นลงในเวลาเพียงไม่กี่ร้อยปีเท่านั้น ไม่ใช่เป็นล้านปีอย่างทฤษฎีเดิม 

นอกจากสามารถอธิบายได้ว่าดาวเคราะห์เกิดขึ้นได้อย่างไรก่อนที่ก๊าซวัตถุดิบจะถูกเป่าไปเสียหมด ยังอธิบายได้ด้วยว่าเหตุใดดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์มีก๊าซล้อมรอบหนา แต่ดาวยูเรนัสและดาวเนปจูนที่อยู่ห่างกว่ากลับไม่มี ควินอธิบายว่า ในช่วงที่ระบบสุริยะของเรากำเนิดขึ้นมา ระบบสุริยะของเรากับดาวฤกษ์เพื่อนบ้านยังอยู่ใกล้กันกว่าในปัจจุบันมาก ทำให้ดาวเคราะห์ที่อยู่รอบนอกอย่างยูเรนัสและเนปจูนได้รับรังสีอัลตราไวโอเลตจากดาวฤกษ์เพื่อนบ้านมาก ชั้นก๊าซของดาวเคราะห์ทั้งสองจึงถูกรังสีเป่าออกไป หลังจากนั้นอีกเป็นเวลานานระบบสุริยะของเราจึงค่อย ๆ ย้ายออกห่างจากชุมชนต้นกำเนิดนั้นออกมา 

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีกำเนิดดาวเคราะห์ใหม่ของควินนี้ ยังไม่สามารถอธิบายได้ว่า เหตุใดดาวเคราะห์ก๊าซขนาดยักษ์ในบางระบบจึงเกิดขึ้นที่ระยะใกล้กับดาวฤกษ์มากได้ 

รายงานฉบับนี้จะตีพิมพ์ลงในวารสารไซนซ์ฉบับวันที่ 29 พฤศจิกายน 

    ภาพจำลองการเกิดระบบสุริยะด้วยคอมพิวเตอร์ แสดงจานก๊าซรัศมีประมาณ 20 หน่วยดาราศาสตร์ ส่วนสีขาวมีความหนาแน่นต่ำที่สุด ส่วนสีน้ำเงิน เหลือง แดง และม่วงแทนส่วนที่มีความหนาแน่นมากขึ้นตามลำดับ จานก๊าซเริ่มแตกเป็นส่วนและเกิดเป็นดาวเคราะห์ขึ้นหลังจากที่เวลาผ่านไปเพียงไม่กี่ร้อยปีเท่านั้น ไม่ใช่เป็นล้านปีอย่างทฤษฎีแบบฉบับ

    ภาพจำลองการเกิดระบบสุริยะด้วยคอมพิวเตอร์ แสดงจานก๊าซรัศมีประมาณ 20 หน่วยดาราศาสตร์ ส่วนสีขาวมีความหนาแน่นต่ำที่สุด ส่วนสีน้ำเงิน เหลือง แดง และม่วงแทนส่วนที่มีความหนาแน่นมากขึ้นตามลำดับ จานก๊าซเริ่มแตกเป็นส่วนและเกิดเป็นดาวเคราะห์ขึ้นหลังจากที่เวลาผ่านไปเพียงไม่กี่ร้อยปีเท่านั้น ไม่ใช่เป็นล้านปีอย่างทฤษฎีแบบฉบับ

    ที่มา: