โรงสร้างดาวเคราะห์ในกลุ่มดาววัว
โรงสร้างดาวเคราะห์ในกลุ่มดาววัว
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้สามารถถ่ายภาพของจานฝุ่นล้อมรอบดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง ซึ่งเชื่อกันว่าเป็นภาพของกระบวนการสร้างดาวเคราะห์ของระบบสุริยะ
ภาพของจานฝุ่นที่ถ่ายได้นี้ เป็นภาพจานที่หันขอบด้านข้างมาให้กล้องพอดี แม้ว่าภาพที่ถ่ายโดยกล้องฮับเบิลนี้จะไม่มีภาพของดาวเคราะห์ แต่มันก็สามารถแสดงให้เห็นถึงวัตถุดิบและสภาพแวดล้อมในบริเวณที่มีการสร้างดาวเคราะห์ การควบแน่นของฝุ่นก๊าซต่าง ๆ ซึ่งอาจจะเหมือนกับสิ่งที่เคยเกิดขึ้นในระบบสุริยะของเราเมื่อ 4,500 ล้านปีก่อน
แม้ว่าดาวเคราะห์ในระบบสุริยะอื่นจะถูกค้นพบมาแล้วนับสิบดวง แต่นักดาราศาสตร์ก็ยังขาดข้อมูลเกี่ยวกับสภาพแวดล้อมของการสร้างดาวเคราะห์ของระบบสุริยะเหล่านั้น แม้แต่ในระบบสุริยะที่อยู่ใกล้ ๆ กับระบบสุริยะของเราก็ตาม เพราะจานฝุ่นรอบดาวฤกษ์ที่เป็นแหล่งกำเนิดดาวเคราะห์เป็นสิ่งที่มองเห็นได้ยากเนื่องจากมักจะถูกแสงจ้าของดาวฤกษ์แม่บดบังจนหมด แต่สำหรับจานฝุ่นที่นักดาราศาสตร์พบเห็นในครั้งนี้เป็นกรณีพิเศษ เนื่องจากโลกเราอยู่ในระนาบของจานนี้พอดี ซึ่งฝุ่นจำนวนมากในจานนี้จะช่วยบังแสงจ้าจากดาวฤกษ์ให้จางลงไปมาก
นักดาราศาสตร์ได้ทราบมาก่อนหน้านี้แล้วว่าดาวฤกษ์ในบริเวณนี้มีก๊าซและฝุ่นห่อหุ้มอยู่ แต่ไม่สามารถทราบถึงรูปร่างลักษณะของก้อนฝุ่นเหล่านั้นได้ "ในขณะที่การสำรวจในย่านอินฟราเรดและคลื่นวิทยุที่ทำกันก่อนหน้านี้ไม่สามารถมองเห็นจานนี้ได้ แต่กล้องฮับเบิลกลับสามารถแสดงให้เห็นถึงขนาด รูปร่าง ความหนา และทิศทางของจานฝุ่นนี้ได้อย่างชัดเจน" เดบรา แพดเจ็ตต์ จากศูนย์ปฏิบัติการและวิเคราะห์อินฟราเรดของคาลเทคกล่าว
กลุ่มของแพดเจ็ตต์ได้ใช้กล้อง NICMOS (Near-Infrared Camera and Multi-Object Spectrometer) ของกล้องฮับเบิลส่องหากลุ่มก๊าซรอบ ๆ ดาวฤกษ์วัยเยาว์ 6 ดวง ที่อยู่ห่างออกไป 450 ปีแสงในกลุ่มดาววัว จานฝุ่นที่พบรอบ ๆ ดาวฤกษ์ทั้ง 6 นี้อยู่ในรูปของแถบสีดำพาดผ่านจุดสว่างของดาวฤกษ์ จานฝุ่นเหล่านี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางอยู่ในช่วงประมาณ 8 - 16 เท่าของวงโคจรดาวเนปจูน
จอห์น ไครสต์ นักดาราศาสตร์จากอีกกลุ่มหนึ่งได้ใช้กล้องฮับเบิลถ่ายภาพท้องฟ้าในบริเวณเดียวกันในย่านแสงขาว เป็นภาพของดาว Haro 6-5B ที่มีความคมชัดมาก พบว่าดาว Haro 6-5B นี้แท้จริงแล้วเป็นเนบิวลาเล็ก ๆ ที่มีแถบฝุ่นพาดผ่านตรงกลาง โดยแถบฝุ่นนี้มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 เท่าของวงโคจรของดาวเนปจูน
คาร์ล สเตเปิลเฟลต์ จากนาซา ได้ใช้กล้อง WF/PC2 (Wide Field and Planetary Camera 2) ของฮับเบิล ถ่ายภาพของดาวคู่ ๆ หนึ่ง และได้ภาพของจานฝุ่นที่ของระบบดาวคู่นี้อยู่ในตำแหน่งหันด้านข้างให้กับโลกพอดี นับเป็นภาพแรกที่เคยถ่ายได้ในลักษณะนี้ จานฝุ่นนี้มีจุดศูนย์กลางของจานอยู่ที่ดาวดวงที่จางกว่า และมีขนาดเพียงประมาณ 3.5 เท่าของวงโคจรของดาวเนปจูน
"การพบจานฝุ่นในระบบดาวคู่เช่นนี้ เป็นหลักฐานที่แสดงว่า ในระบบดาวคู่ก็อาจสร้างดาวเคราะห์บริวารได้เช่นกัน" สเตเปิลเฟลต์กล่าว โดยทางทฤษฎีแล้ว แรงโน้มถ่วงในระบบดาวคู่มักจะทำลายกระบวนการก่อตัวของจานฝุ่น ซึ่งเป็นการทำลายกระบวนการสร้างดาวเคราะห์ด้วย จากการวิเคราะห์สีและการสะท้อนแสงของฝุ่นในจานเทียบกับแบบจำลองทางทฤษฎีแล้ว พบว่าเม็ดฝุ่นในจานนี้มีขนาดใหญ่กว่าฝุ่นทั่ว ๆ ไปที่กระจัดกระจายอยู่ในอวกาศ ซึ่งหมายความว่า ฝุ่นเหล่านี้กำลังจะก่อตัวเป็นวัตถุที่ใหญ่ขึ้น
จากการสร้างแบบจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยข้อมูลจากภาพที่ได้จากฮับเบิล ทำให้ทราบว่า ฝุ่นที่มีอยู่ในจานนี้มีมวลรวมประมาณ 1/200 ถึง 1/10,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ (มวลรวมของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะของเรามีประมาณ 1/1,000 เท่าของมวลดวงอาทิตย์)
คำอธิบายภาพล่างสุด
(ซ้ายบน) ดาว CoKu Tau/1 เป็นดาวคู่ที่เพิ่งเกิดใหม่ สิ่งที่ดูคล้ายแขน 4 แขนที่ชี้ออกมาจากใจกลางมีความยาวถึง 120,000 ล้านกิโลเมตร แถบมืดแคบ ๆ ที่พาดผ่านดาวคู่ในแนวนอนแสดงว่าจานฝุ่นนี้อยู่ในแนวระนาบเดียวกับระนาบวงโคจรของดาวคู่
(กลางบน) ดาว DG Tau B ภาพนี้เป็นภาพที่ได้จากการรวมภาพจากกล้อง NICMOS ที่ถ่ายในย่านอินฟราเรดกับกล้อง WFPC2 ที่ถ่ายในย่านแสงขาวเข้าด้วยกัน ภาพจาก WFPC2 เน้นให้เห็นถึงลำที่พวยพุ่งออกมาจากใจกลาง ส่วน NICMOS จะช่วยให้มองเห็นรายละเอียดในส่วนลึกที่ถูกฝุ่นบังอยู่ แถบดำที่พาดตามแนวนอนผ่านเหนือจุดสว่างของดาวฤกษ์คือจานฝุ่นที่ล้อมรอบดาวฤกษ์
(บนขวา) ดาว Haro 6-5B บริเวณสว่างสองแถบที่อยู่ด้านบนและด้านล่างคือบริเวณผิวของจานด้านบนและด้านล่าง บริเวณนี้มีแสงสว่างเนื่องจากมีความโปร่งมากกว่าใจกลางจานฝุ่นสีดำที่อยู่ตรงกลาง
(ล่างซ้าย) I04016 ดาวฤกษ์ที่อายุน้อยมากดวงนี้ ยังคงถูกห่อหุ้มด้วยฝุ่นอันหนาทึบ ตัวดาวคือจุดสีแดงสว่างใต้เนบิวลารูปถ้วยที่มีความกว้างถึง 160,000 ล้านกิโลเมตร
(ล่างกลาง) ภาพนี้ถ่ายโดยกล้อง NICMOS ซึ่งสามารถส่องทะลุม่านฝุ่นที่ล้อมรอบไปถึงดาวคู่ที่อยู่ในใจกลางได้ เนบิวลาที่ล้อมรอบดาวอยู่มีความกว้างถึง 104,000 ล้านกิโลเมตร เนบิวลานี้เกิดขึ้นจากสสารที่ถูกสาดออกมาโดยดาวฤกษ์ทั้งสอง
(ล่างขวา) ดาว IRAS 04302+2247 ซึ่งถูกเนบิวลาที่อยู่รอบ ๆ บังจนหมดดวง มองเห็นเพียงแสงของเนบิวลาที่ส่องสว่างออกมาเท่านั้น แถบมืดกว้างที่พาดตรงกลางคือขอบของจานฝุ่นที่ล้อมดาวฤกษ์ จานฝุ่นนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 128,000 ล้านกิโลเมตร (15 เท่าของวงโคจรของดาวเนปจูน) และมีมวลมากพอ ๆ กับเนบิวลาที่สร้างระบบสุริยะของเรา ปุยสีขาวและดำที่อยู่เหนือและใต้ของจานฝุ่นแสดงชัดว่า มีฝุ่นก๊าซกำลังตกลงสู่จานเพื่อก่อตัวให้ใหญ่ขึ้นเรื่อย ๆ