สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบดาวแคระคู่ใกล้ โคจรครบรอบไม่ถึงวัน

พบดาวแคระคู่ใกล้ โคจรครบรอบไม่ถึงวัน

25 ม.ค. 2566
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบระบบดาวคู่คู่หนึ่งที่อยู่ใกล้ชิดกันมาก ระบบดาวคู่นี้มีชื่อว่า แอลพี 413-53 เอบี (LP 413-53AB) ดาวทั้งสองในระบบดาวคู่นี้เป็นดาวประเภทดาวแคระเย็น เป็นดาวฤกษ์ที่มีมวลต่ำมาก และมีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำมากจนแทบไม่ส่องแสงสว่างออกมา แผ่เพียงรังสีอินฟราเรดเท่านั้น ทำให้การศึกษาดาวฤกษ์ประเภทนี้ยากมาก แม้จะเป็นประเภทดาวฤกษ์ที่มีมากที่สุดในเอกภพก็ตาม เพราะต้องศึกษาด้วยกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดเท่านั้น

 (จาก NASA/JPL Caltech)

เปรียบเทียบขนาดของดาวฤกษ์มวลต่ำบางดวงกับดวงอาทิตย์และดาวพฤหัสบดี (จาก Robert Hurt)

การค้นพบนี้เป็นผลงานของคณะนักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่นำโดย สี่ จื้อจวิน จากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น ซึ่งมีการรายงานต่อที่ประชุมของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 241 ในซีแอตเทิลเมื่อต้นเดือนมกราคมที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์คณะนี้เริ่มต้นจากการวิเคราะห์ข้อมูลจากคลังข้อมูลเก่าแล้วสังเกตว่าดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง ซึ่งจากภาพถ่ายเป็นเพียงจุด ๆ เดียวเหมือนดาวเดี่ยวมีสเปกตรัมผิดสังเกตคล้ายกับเป็นดาวคู่ จึงเริ่มสำรวจดาวดวงนี้ด้วยกล้องโทรทรรศน์เคก ซึ่งผลก็ยืนยันว่าดาวดวงนี้แท้จริงเป็นระบบดาวคู่ที่โคจรอย่างใกล้ชิดจริง การวิเคราะห์กราฟแสงพบว่าดาวคู่นี้โคจรรอบกันเองครบรอบภายในเวลาเพียง 20.5 ชั่วโมงเท่านั้น 

กราฟแสงแสดงการเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวคู่แอลพี 413-53 เอบี วัดโดยอุปกรณ์เนียร์สเปกของกล้องโทรทรรศน์เคก แสดงการเปลี่ยนอย่างรวดเร็วมาก แสดงถึงวงโคจรที่เล็กมาก (จาก Hsu et al. 2023)

เปรียบเทียบระยะห่างของดาวในระบบดาวคู่ แอลพี 413-53 เอบี กับระบบสุริยะของดาวแทรปพิสต์และระบบของดาวพฤหัสบดี (จาก Adam Burgasser)

"ดาวคู่ส่วนใหญ่มีคาบการโคจรเป็นปี ดังนั้นการสำรวจเพื่อวัดค่าต่าง ๆ เกี่ยวกับการโคจรจึงต้องใช้เวลาหลายเดือนขึ้นไป แต่สำหรับดวงนี้ เราเห็นการเปลี่ยนแปลงในระดับนาทีเลยทีเดียว" แอดัม เบอร์กาสเซอร์ จากมหาวิทยาแคลิฟอร์เนีย ณ ซานดิเอโกกล่าว

แผนภาพแสดงวิวัฒนาการของระบบดาวคู่ แอลพี 413-53 เอบี ที่เป็นไปได้สองทาง ทางซ้ายอธิบายว่าดาวทั้งสองเคยโคจรรอบกันในระยะที่ห่างกว่าในปัจจุบัน แต่ต่อมาตีวงเข้ามาใกล้ขึ้นดังในปัจจุบัน ทางขวาอธิบายว่าดาวระบบนี้เคยเป็นระบบดาวสามดวงมาก่อน  (จาก Adam Burgasser)

งานวิจัยนี้ยังแสดงอีกว่าระบบของแอลพี 413-53 เอบี ไม่น่าจะมีดาวเคราะห์ที่อยู่ในเขตเอื้ออาศัย เพราะระยะห่างระหว่างดาวทั้งสองเท่ากับระยะของเขตเอื้ออาศัยพอดี 

ก่อนหน้านี้ นักดาราศาสตร์เคยพบดาวแคระเย็นคู่เพียงสามคู่เท่านั้น แต่สำหรับระบบของดาว แอลพี 413-53 เอบี เป็นดาวแคระคู่ที่อยู่ใกล้กันมากที่สุด นอกจากนี้ยังมีอายุมากกว่าดาวแคระคู่ใกล้ชิดอีกสามคู่ ดาวแคระคู่สามคู่ที่ค้นพบก่อนหน้านี้มีอายุน้อยเพียงระดับสิบล้านปีไม่เกิน 40 ล้านปี แต่แอลพี 413-53 เอบีมีอายุหลายพันล้านปี 

อายุที่มากของดาวคู่นี้เป็นตัวบ่งบอกว่าดาวคู่นี้ไม่ได้มีวงโคจรเช่นนี้มาตั้งแต่แรก ขณะนี้มีทฤษฎีที่อธิบายวิวัฒนาการของดาวคู่นี้หลัก ๆ สามทาง ทฤษฎีหนึ่งอธิบายว่า เมื่อเริ่มต้น ดาวคู่นี้อาจมีวงโคจรใกล้กันมากกว่านี้มากหรืออาจถึงขั้นผิวดาวแตะกันเลยทีเดียว หรือไม่ก็อาจมีต้นกำเนิดที่มีวงโคจรกว้างกว่าในปัจจุบัน แต่ต่อมาขยับเข้ามาใกล้ หรืออีกกรณีหนึ่งคือ เดิมระบบนี้อาจเป็นระบบดาวสามดวง อันตรกิริยาระหว่างดาวทั้งสามได้เหวี่ยงให้ดาวสมาชิกดวงหนึ่งหลุดออกจากระบบไป และอีกสองดวงที่เหลือก็ขยับเข้ามาใกล้กัน ณ ขณะนี้นักดาราศาสตร์ยังไม่อาจยืนยันได้ว่าวิวัฒนาการของดาวคู่นี้เป็นรูปแบบใด 

หนทางเดียวที่จะได้คำตอบคือ ต้องค้นหาตัวอย่างระบบดาวแบบเดียวกันให้ได้มากขึ้น ต้องมีตัวอย่างให้ศึกษามากกว่านี้ ข้อมูลในมือขณะนี้มีน้อยเกินไป ซึ่งนักดาราศาสตร์ก็ยังไม่ทราบด้วยซ้ำว่าสาเหตุที่พบระบบดาวแบบนี้เป็นจำนวนน้อยเพราะว่ามีอยู่เป็นจำนวนน้อยจริง หรือว่าเป็นเพราะตรวจพบได้ยากกันแน่