สมาคมดาราศาสตร์ไทย

เบเทลจุสก็มีคู่

เบเทลจุสก็มีคู่

2 พ.ย. 2567
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวเบเทลจุส หรือดาวแอลฟานายพราน เป็นดาวที่เป็นที่รู้จักกันดีไม่ว่าจะในแวดวงนักดาราศาสตร์หรือนักดูดาวทั่วไป เป็นดาวฤกษ์สว่างอันดับสองของกลุ่มดาวนายพราน อยู่ในดาวเต่าของไทย และสว่างเป็นอันดับ 10 ของดาวฤกษ์บนท้องฟ้ายามค่ำคืน เบเทลจุสได้ตกเป็นข่าวใหญ่เมื่อไม่นานมานี้ เมื่อดาวได้หรี่แสงลงไปอย่างมากในช่วงระหว่างเดือนพฤศจิกายน 2562 ถึงเดือนมีนาคม 2563 ปกติดาวเบเทลจุสมีอันดับความสว่างอยู่ระหว่าง 0.1 แต่ในช่วงเวลาดังกล่าวความสว่างของดาวลดลงไปจนมีอันดับความสว่าง 1.6 เหตุการณ์ดังกล่าวเป็นที่รู้จักกันในชื่อ การหรี่แสงครั้งใหญ่ของเบเทลจุส

กลุ่มดาวนายพราน ดาวที่ศรชี้คือดาวเบเทลจุส 

ดาวเบเทลจุสอยู่ห่างจากโลกประมาณ 724 ปีแสง มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าดวงอาทิตย์1,400 เท่า และมีกำลังส่องสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 100,000 เท่า จึงนับเป็นดาวฤกษ์ที่ใหญ่ที่สุดดวงหนึ่งและสว่างไสวที่สุดดวงหนึ่งเท่าที่รู้จัก 

ความสว่างของดาวเบเทลจุสไม่คงที่ มีการเปลี่ยนแปลงขึ้นลงเป็นรายคาบ ดาวที่มีความสว่างไม่คงที่เช่นนี้เรียกกว่าดาวแปรแสง นักวิทยาศาสตร์ศึกษาการเปลี่ยนแปลงความสว่างของดาวเบเทลจุสแล้วพบว่ามีวัฏจักรสองวัฏจักรซ้อนกันอยู่ วัฏจักรหนึ่งมีคาบยาว 416 วัน ส่วนอีกวัฏจักรหนึ่งมีคาบยาวประมาณ 2,170 วัน

การศึกษาดาวยักษ์แดงมาเป็นจำนวนมากทำให้นักดาราศาสตร์ทราบดีว่าดาวฤกษ์มวลสูงที่อายุมากจนใกล้จะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาอย่างดาวเบเทลจุสจะมีการกระเพื่อมพองยุบสลับกันซึ่งทำให้ความสว่างเปลี่ยนแปลงขึ้นลง และการกระเพื่อมนี้สลัดฝุ่นแก๊สออกมาเป็นจำนวนมากปกคลุมรอบดาว กระบวนการนี้อธิบายการแปรแสงของดาวเบเทลจุสได้ 

อย่างไรก็ตาม การกระเพื่อมของดาวยักษ์แดงควรมีคาบอยู่ในระดับเป็นร้อยวันหรือไม่ถึงร้อยวัน จึงอธิบายได้เฉพาะการเกิดวัฏจักรคาบ 416 วันของเบเทลจุส แต่อธิบายวัฏจักรคาบ 2,170 วันของเบเทลจุสไม่ได้ เรื่องนี้เป็นปัญหาคาใจนักดาราศาสตร์มานานหลายทศวรรษแล้ว

การกระเพื่อมของดาวถือเป็นปัจจัยภายใน เพราะเกิดจากกระบวนการภายในดาวเอง นอกจากการแปรแสงจากปัจจัยภายในแล้ว ดาวก็อาจแปรแสงได้จากปัจจัยภายนอกดาวได้อีกด้วย มีทฤษฎีหนึ่งอธิบายว่าดาวเบเทลจุสอาจมีดาวสหายอีกดวงหนึ่งโคจรรอบอยู่ เมื่อดาวสหายดวงนั้นโคจรผ่านไป ก็จะกวาดม่านฝุ่นที่ปกคลุมดาวเบเทลจุสจนเป็นโพรงชั่วขณะ เปิดช่องให้แสงจากดาวเบเทลจุสส่องมายังโลกได้มากขึ้น  เมื่อดาวสหายดวงนี้โคจรผ่านมาหลายครั้งก็จะทำให้ความสว่างของดาวเบเทลจุสเปลี่ยนแปลงเป็นรายคาบได้เช่นกัน

แนวคิดเรื่องดาวเบเทลจุสมีดาวสหายไม่ใช่เรื่องใหม่ เพราะมีการเสนอขึ้นมาเมื่อกว่าหนึ่งร้อยปีก่อนแล้วเพื่ออธิบายถึงการแปรแสงของดาวเบเทลจุส แต่ต่อมาเมื่อการศึกษาด้านวิวัฒนาการดาวฤกษ์ก้าวหน้าขึ้น ความเข้าใจเรื่องการแปรแสงของดาวที่มีอายุมากมีมากขึ้น แนวคิดเรื่องดาวเบเทลจุสมีคู่ก็เริ่มตกไป 

ภาพดาวเบเทลจุสซ้อนกับแผนภาพที่แสดงวงโคจรของดาวเบเทลบัดดี  (จาก Lucy Reading-Ikkanda Simons Foundation.)


นักวิจัยคณะหนึ่งนำโดย จาเร็ด โกลด์เบิร์ก นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากสถาบันแฟลตไอออนได้ศึกษาดาวเบเทลจุสเพื่อหาว่ากระบวนการใดที่ทำให้เกิดวัฏจักรการแปรแสง 2,170 วันของเบเทลจุสโดยการวิเคราะห์ข้อมูลจากการสังเกตการณ์ร่วมกับการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์  โดยมองไปที่เหตุปัจจัยต่าง ๆ ที่อาจเป็นไปได้ เช่นกระแสความปั่นป่วนที่เกิดขึ้นภายในดาวเอง หรือเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กเป็นรายคาบ 

ในเวลาไล่เลี่ยกัน นักวิจัยอีกคณะหนึ่งนำโดย มอร์แกน แมกเคลาด์ จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์เวิร์ด-สมิทโซเนียนในเคมบริดจ์ ก็ศึกษาดาวเบเทลจุสเช่นเดียวกันโดยการวิเคราะห์ข้อมูลด้านความเร็วตามแนวเล็งและตำแหน่งของดาวเบเทลจุสจากคลังข้อมูลย้อนหลังไปนับร้อยปี 

ทั้งสองคณะแม้จะทำงานไม่เกี่ยวข้องกัน แต่ให้บทสรุปตรงกันว่า ดาวเบเทลจุสมีดาวสหายหนึ่งดวงโคจรอยู่ใกล้ ๆ ทฤษฎีเก่าที่ถูกขึ้นหิ้งไปแล้วถูกหยิบมาปัดฝุ่นเพื่ออธิบายการแปรแสงของเบเทลจุสอีกครั้ง 

โกลด์เบิร์กตั้งชื่อดาวฤกษ์สหายของดาวเบเทลจุสไว้ว่า เบเทลบัดดี (Betelbuddy) คาดว่าดาวเบเทลบัดดีน่าจะเป็นดาวฤกษ์แบบดวงอาทิตย์ มีมวลราวสองมวลสุริยะ โคจรรอบดาวเบเทลจุสในระยะใกล้ มีรัศมีวงโคจรใกล้เคียงกับรัศมีวงโคจรของดาวเสาร์รอบดวงอาทิตย์

นักดาราศาสตร์คณะของโกลด์เบิร์กตั้งเป้าหมายถัดไปว่าจะถ่ายภาพของเบเทลบัดดีให้ได้ เพื่อยืนยันว่าทฤษฎีดาวคู่นี้ถูกต้อง ซึ่งโอกาสที่เหมาะที่สุดครั้งถัดไปจะเกิดขึ้นราววันที่ ธันวาคม เมื่อดาวทั้งสองมีระยะห่างเชิงมุมมากที่สุด