สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ดาวอีแอบ

ดาวอีแอบ

21 ม.ค. 2568
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เอ็ม 67 หรือเมซีเย 67 เป็นกระจุกดาวเปิดที่นักดูดาวรู้จักกันดี อยู่ในกลุ่มดาวปู มีความสว่างรองจากกระจุกดาวเอ็ม 44 และขนาดปรากฏเล็กกว่า แต่มีความแน่นของดาวมากกว่า มีอันดับความสว่างรวม 6.9 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 2,800 ปีแสง 

กระจุกดาว เอ็ม 67 (จาก Jim Mazur)

กระจุกดาวทุกแห่ง มีต้นกำเนิดมาจากกลุ่มแก๊สกลุ่มเดียว ดาวทุกดวงในกระจุกดาวจึงเกิดจากแก๊สกลุ่มเดียวกันในเวลาไล่เลี่ยกัน มีสมบัติทางกายภาพใกล้เคียงกัน 

แต่มีดาวดวงหนึ่งในกระจุกดาวเอ็ม 67 ที่เมื่อดูเผิน ๆ ก็ไม่ต่างจากพี่น้องดวงอื่น แต่เมื่อพิจารณาให้ละเอียดกลับพบว่าแปลกไปจากดวงอื่นมาก 

นักดาราศาสตร์รู้จักดาวในกระจุกดาวที่ทำตัวต่างจากดวงอื่นมาแล้ว เรียกว่า "ดาวแปลกพวกสีน้ำเงิน(blue straggler) ซึ่งมีสีออกไปทางน้ำเงิน ร้อนกว่า และสว่างกว่าดาวดวงอื่นในกระจุก นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าดาวแปลกพวกสีน้ำเงินเกิดขึ้นมาจากดาวสองดวงมาชนและหลอมรวมกันเป็นดาวดวงเดียว

ดาวดวงที่ทำตัวแปลกในกระจุกดาวเอ็ม 67 นี้คล้ายกับดาวแปลกพวกสีน้ำเงิน แต่มีลักษณะเด่นอีกอย่างหนึ่งเพิ่มขึ้นมาคือ หมุนรอบตัวเองเร็วมาก และสเปกตรัมของดาวก็ไม่ได้ไปทางสีน้ำเงินมากนัก เมื่อมองเผิน ๆ ก็เหมือนเป็นดาวฤกษ์ประเภทเดียวกับดวงอาทิตย์ดวงหนึ่งไม่ต่างจากดวงอื่นในเอ็ม 67 สมบัติเช่นนี้ทำให้ เอมิลี ไลเนอร์ นักดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีอิลลินอยส์ในชิคาโกที่วิจัยเกี่ยวกับดาวดวงนี้เรียกมันว่า "ดาวอีแอบสีน้ำเงิน" (blue lurker)

ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์แสดงว่าดาวดวงนี้หมุนรอบตัวเองเร็วมาก ใช้เวลารอบหนึ่งเพียงสี่วันเท่านั้น ในขณะที่ดาวฤกษ์แบบดวงอาทิตย์ดวงอื่นหมุนรอบตัวเองรอบหนึ่งใช้เวลาประมาณ 30 วัน ดวงอาทิตย์ของเราเองก็มีคาบการหมุนรอบตัวเองประมาณนี้ (28 วัน)

อัตราการหมุนที่รวดเร็วผิดปกตินี้เป็นหลักฐานหนึ่งที่แสดงว่าดาวดวงนี้ได้รับสสารและโมเมนตัมเชิงมุมที่ไหลมาจากดาวสหาย นั่นแสดงว่าดาวดวงนี้ต้องเป็นสมาชิกของระบบดาวคู่ ซึ่งนักดาราศาสตร์ก็พบว่าดาวดวงนี้เป็นดาวคู่กับดาวแคระขาวดวงหนึ่งจริง

วิวัฒนาการของดาวอีแอบสีน้ำเงิน (รูปที่ 1) เริ่มจากการเป็นระบบดาวสามดวง ประกอบด้วยดาวฤกษ์แบบดวงอาทิตย์ทั้งสามดวง สองในสามดวงโคจรรอบกันอย่างใกล้ชิด ส่วนอีกดวงหนึ่งโคจรอยู่ห่างออกไปมาก  (รูปที่ 2) ดาวคู่ที่ใกล้ชิดกันโคจรเข้าหากันเรื่อย ๆ จนชนและหลอมรวมกันเป็นดาวดวงเดียวที่ใหญ่และสว่างกว่าเดิม (รูปที่ 3) ดาวที่เกิดจากการหลอมรวมกันวิวัฒน์ไปสู่ดาวยักษ์ เมื่อดาวขยายใหญ่ขึ้น สสารจากดาวบางส่วนไหลไปสู่ดาวอีกดวงหนึ่ง ทำให้ดาวดวงนั้นใหญ่ขึ้นและหมุนรอบตัวเองเร็วขึ้น (รูปที่ 4-5) ดาวยักษ์สิ้นอายุขัยกลายเป็นดาวแคระขาว ดาวดวงนอกโคจรตีวงใกล้ดาวแคระขาวมากขึ้น กลายเป็นระบบดาวคู่ใกล้ที่มีวงโคจรใกล้ชิดกัน (รูปที่ 6) ระบบดาวตอนนี้เหลือเพียงดาวดวงเดียวที่ยังส่องแสงเป็นดาวฤกษ์อยู่ เป็นดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ มีสีค่อนไปทางน้ำเงินเล็กน้อยและสว่างกว่าเดิมเล็กน้อยที่หมุนรอบตัวเองเร็วมาก เนื่องจากได้รับมวลเพิ่มมาจากดาวสหายในช่วงต้น แม้จะมีรูปลักษณ์ภายนอกแทบไม่ต่างไปจากดาวฤกษ์แบบดวงอาทิตย์ดวงอื่น แต่สมบัติทางกายภาพบ่งบอกว่าดาวดวงนี้มีวิวัฒนาการต่างไปจากดาวดวงอื่นอย่างสิ้นเชิง (จาก NASA, ESA, Leah Hustak (STScI))

ไลเนอร์ได้ศึกษาสเปกตรัมในย่านอัลตราไวโอเลตของดาวแคระขาวดวงนี้อย่างละเอียดด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล พบว่าดาวแคระขาวดวงนี้ร้อนมาก มีอุณหภูมิสูงถึง 12,700 องศาเซลเซียส มีมวลประมาณ 0.72 มวลสุริยะ โดยทฤษฎีแล้วดาวแคระขาวในกระจุกดาว เอ็ม 67 ควรจะมีมวลอยู่ประมาณ 0.5 มวลสุริยะเท่านั้น การที่ดาวแคระขาวดวงนี้มีมวลสูงกว่าปกติเป็นหลักฐานหนึ่งที่บอกว่าไม่ได้เกิดจากดาวดวงเดียว แต่เกิดจากดาวฤกษ์สองดวงมารวมกัน

งานวิจัยของไลเนอร์ได้ข้อสรุปว่า ดาวดวงนี้มีวิวัฒนาการไม่เหมือนดาวดวงอื่น เดิมไม่ได้หมุนรอบตัวเองเร็วอย่างนี้ และไม่ได้เป็นแค่ดาวดวงเดียวหรือแค่ดาวคู่ด้วย 

ไลเนอร์อธิบายว่า ดาวดวงนี้เคยเป็นสมาชิกในระบบดาวสามดวง ซึ่งประกอบด้วยดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ทั้งสามดวง โดยมีสองในสามโคจรรอบกันอย่างใกล้ชิด ส่วนอีกดวงหนึ่งโคจรอยู่วงนอกที่ระยะห่างออกไปมาก จนเมื่อราว 500 ล้านปีก่อน ดาวสองดวงที่เป็นดาวคู่ใกล้นั้นโคจรเข้าใกล้กันจนชนและหลอมรวมกันเป็นดาวมวลสูงดวงเดียว 

ต่อมาดาวมวลสูงได้วิวัฒน์เข้าสู่การเป็นดาวยักษ์ เมื่อดาวขยายขนาดใหญ่ขึ้น สสารบางส่วนจากดาวยักษ์จึงไหลไปสู่ดาวดวงที่อยู่รอบนอก และทำให้ดาวดวงนั้นหมุนรอบตัวเองเร็วขึ้น หลังจากนั้นดาวยักษ์ก็มอดดับลงกลายเป็นดาวแคระขาว ระบบดาวนี้จึงมีสภาพเป็นดาวคู่ที่มีดวงหนึ่งเป็นดาวแคระขาว อีกดวงหนึ่งเป็นดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ที่หมุนรอบตัวเองเร็วมาก 

ในเอกภพมีระบบดาวสามดวงอยู่เป็นจำนวนมาก ประมาณว่าราวหนึ่งในสิบของจำนวนดาวฤกษ์แบบดวงอาทิตย์เกาะกันอยู่เป็นระบบดาวสามดวง แม้การศึกษาของไลเนอร์จะไม่อาจนำไปอธิบายวิวัฒนาการของระบบดาวสามดวงอื่น ๆ ได้ทั้งหมดก็ตาม แต่การศึกษาของไลเนอร์ทำให้เราได้ทราบว่าวิวัฒนาการของระบบดาวเช่นนี้มีความซับซ้อนเพียงใด

งานวิจัยนี้ได้รับการเผยแพร่ในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 245 ที่วอชิงตันดีซี