Hubble ค้นพบดาวแคระดวงขาวดวงหนึ่งกำลังกลืนกินระบบดาวเคราะห์ของมันเอง

ดาวแคระขาว หรือ White Dwarf Star เกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์มวลปานกลางไม่เหลือเชื้อเพลิงสำหรับการทำปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นอีกแล้ว เมื่อไม่มีแรงนิวเคลียร์ฟิวชั่นมาดันพื้นผิวทำให้สมดุลระหว่างแรงโน้มถ่วงและแรงดันจาก Thermonuclear เสียสมดุล ขนาดของดาวฤกษ์จึงหดตัวลงบนแกนของมันเอง เนื้อดาวทั้งหลายจึงถูกบีบอัดเข้าไปในแกนจนแกนดาวร้อนสุดขีดเปลี่ยนสีกลายเป็นสีขาว เป็นที่มาของคำว่า “ดาวแคระขาว”

ภาพของดาวแคระขาวที่เคยมีขนาดเท่ากับดวงอาทิตย์ของเรา ด้านขวาคือดาว Sirius B – ที่มา NASA/ESA/G. Bacon (STScl)

ดาวฤกษ์ก็เหมือนกับก้อนถ่านก้อนหนึ่งที่ถูกลนไฟให้ร้อนสุดขีดจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน แต่ในดาวแคระขาวนัั้นไม่มีปฏิกิริยาดังกล่าวแล้ว มันก็จึงเหมือนกับถ่านที่กำลังค่อย ๆ เย็นตัวลงช้า ๆ ก่อนที่มันจะตายสนิท เป็นดาวแคระดำ หรือ Black Dwarf

ดาวแคระขาว G238-44 และระบบดาวของมันที่กำลังถูกกลืนกิน

ข้อมูลเก่าจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble นั้นเปิดเผยให้เห็นดาวแคระขาวดวงหนึ่งชื่อ G238-44 ซึ่งกำลังมีพฤติกรรมแปลก ๆ คือ การค่อย ๆ กินวัตถุในระบบสุริยะของมันเองเข้าไป หรือที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า “Cosmic Cannibalism”

ภาพจำลองของดาวแคระขาว G238-44 ขณะกำลังกลืนกินวัตถุในระบบดาวของมัน – ที่มา NASA

จากการวิเคราะห์ทางเคมีรอบ ๆ ดาวแคระขาว G238-44 นั้นพบว่า รอบ ๆ ดาวเองนั้นมีจานพอกพูนมวล (Accretion Disk) จาง ๆ ที่เต็มไปด้วยเศษหินเล็ก ๆ หรือดาวเคราะห์น้อย ซึ่งส่วนหนึ่งของวัตถุในจานพอกพูนมวลนี้กำลังถูกดาวแคระขาว G238-44 ดึงเข้าหาตัวมันเพื่อรวมเข้าเป็นหนึ่งเดียวกับตัวมันเอง

ภาพแสดงระบบดาวเคราะห์ของดาวแคระขาว G238-44 – ที่มา NASA

นอกจากนี้วัตถุน้ำแข็ง (Icy Bodies) ซึ่งอยู่รอบนอกของระบบดาวก็ยังค่อย ๆ ถูกดาวแคระขาวที่กำลังจะตายนี้ดูดเข้ามาด้วย อย่างไรก็ตาม ดาวเคราะแก๊สขนาดใหญ่ในระบบดาวนี้นั้นไม่ถูกกลืนกินไปด้วยเพราะว่ามวลของมันซึ่งเกินกว่าที่แรงของดาวแคระขาวจะดึงเข้าไปได้

อย่างไรก็ตาม สิ่งเรานี้ก็อาจจะเคยเกิดขึ้นมาแล้วในระบบสุริยะเราเอง โดยเฉพาะอย่างยิ่งโลกของเรา เมื่อวัตถุน้ำแข็งในระบบสุริยะของเราตกลงมาบนโลก ก่อให้เกิดน้ำบนโลกของเราเมื่อหลายพันล้านปีก่อน และก่อให้เกิดสิ่งมีชีวิตบนโลกมาจนถึงทุกวันนี้

แล้วทำไมดาวเคราะห์พวกนี้ถึงพึ่งมาถูกกลืนกันตอนนี้

ก่อนที่ดาวฤกษ์มวลปานกลางจะกลายเป็นดาวแคระขาวนั้น มันจะกลายเป็นดาวยักษ์แดง (Red Giant Star) ก่อน เมื่อเชื้อเพลิงหลักซึ่งก็คือ Hydrogen ของดาวฤกษ์นั้นหมดลง ดาวก็จะค่อย ๆ หดตัวลง ซึ่งการหดตัวนี้เองแบบอัดให้ส่วนหนึ่งของ Hydrogen ที่ยังคงลงเหลืออยู่เล็กน้อยมารวมตัวกันเกิดเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นได้อีกครั้ง ซึ่งเราเรียกสถานการณ์นี้ว่า “Shell Burning” รอบ ๆ แกน โดย Shell Burning เป็นปฏิกิริยาที่รุนแรงมากทำให้ดาวฤกษ์นั้นขยายตัวออกอย่างรวดเร็วกลายเป็นดาวยักษ์แดง

เมื่อ Hydrogen ในดาวไม่เหลือแล้ว ดาวจึงจะยุบตัวลงอีกครั้ง แต่เมื่อมันยุบตัวลงจนอุณหภูมิมากพอ มันก็จะสามารถจุดนิวเคลียร์ฟิวชั่นให้กับ Helium ซึ่งก่อนหน้านี้เป็นเพียงแค่ Byproduct ของ Hydrogen ได้ จนเมื่อ Helium หมด ก็จะเกิด Helium Shell Burning กลายเป็นดาวยักษ์แดง แล้ววนไปเรื่อย ๆ จนแกนกลางของดาวนั้นเป็นธาตุที่ต้องใช้อุณหภูมิในการทำปฏิกิริยาฟิวชั่นสูงมาก มากขนาดที่ดาวนั้นไม่สามารถยุบตัวเพื่อให้อุณหภูมิมากพอได้ วงจรนี้ก็จะหยุดลง และดาวฤกษ์ดวงนั้น ๆ ก็จะกลายเป็นดาวแคระขาวโดยสมบูรณ์

ภาพแสดงการเปลี่ยนแปลงของดาวฤกษ์ไปยังดาวยักษ์แดงและดาวแคระขาว – ที่มา The Cosmic Perspective

ตอนที่ดาวฤกษ์กลายเป็นดาวยักษ์แดงนั้น ขนาดของมันอาจใหญ่กว่าเดิม 100 ถึง 1,000 เท่าเลยทีเดียว นั่นทำให้ดาวฤกษ์นั้นขยายตัวจนเข็มขัดดาวเคราะห์น้อยใด ๆ ก็ตามที่เคยอยู่ไกลมากพอ กลายเป็นใกล้เกินจนถูกดูดกินเข้าไป หรือทำให้วงโคจรของพวกมันเปลี่ยนไป จากการศึกษาพบว่าดาวดวงนี้สามารถกลืนกินวัตถุในระบบดาวของมันได้ประมาณ 100 ปี หลังจากที่มันเป็นดาวแคระขาว

โดยวัตถุที่มันกำลังกลืนกินนั้นส่วนใหญ่เป็นดาวเคราะห์น้อยเล็ก ๆ หรือดวงจันทร์ขนาดเล็ก ที่เต็มไปด้วยเหล็ก ไนโตรเจน และน้ำแข็ง คล้ายในเข็มขัดดาวเคราะห์น้อยหรือ Kuiper Belt ของระบบสุริยะของเรา

ระบบสุริยะของเราก็อาจจะมีชะตากรรมแบบนั้นเช่นกัน

ดวงอาทิตย์ของเรานั้นเป็นดาวฤกษ์มวลปานกลาง หมายความว่ามันจะจบชีวิตของมันด้วยการกลายเป็นดาวยักษ์แดง ก่อนที่จะกลายเป็นดาวแคระขาวและดาวแคระดำ แต่ระหว่างการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ ระบบสุริยะของเราก็อาจจะได้รับผลกระทบไปด้วย นักดาราศาสตร์คาดว่าเชื้อเพลิงของดวงอาทิตย์นั้นเหลืออยู่อีกอย่างน้อย 5 พันล้านปีหลังจากนี้

เมื่อดวงอาทิตย์ของเรากลายเป็นดาวยักษ์แดง พื้นผิวของมันจะหลุดออกมาจากตัวดาว ทำให้มวลของมันนั้นลดลง ตามมาด้วยแรงดึงดูดของดาวที่ลดลง ซึ่งนี่อาจจะทำให้วัตถุในระบบสุริยะของเราเสียวงโคจรเดิม (Gravitational Scattering) และกระจายตัวกันไปทิศทางใครทิศทางมัน

ภาพแสดง Red Giant Phase ของดวงอาทิตย์ซึ่งอาจทำลายดาวเคราะห์ชั้นในเดิม โดยเฉพาะโลกของเราที่เคยอยู่อาศัยได้ กลายเป็นไม่สามารถอยู่อาศัยได้ หรืออาจถูกทำลายไปเลย – ที่มา NASA

เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวแคระขาว ดาวเคราะห์วงในอย่างดาวพุธ ดาวศุกร์ และโลกของเราอาจจะถูกทำลาย เนื่องจากวงโคจรของดาวเหล่านี้นั้นอยู่ใกล้ดวงอาทิตย์มากเกินไปจนถูก Tidal Force ดูดกลืนเข้าไป เหมือนกับที่เกิดขึ้นกับระบบดาวของ G238-44 ส่วนวัตถุในเข็มขัดดาวเคราะห์น้อยนั้นอาจจะถูกแรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสรบกวนจนในที่สุดก็ถูกดูดเข้าไปในดวงอาทิตย์ด้วย จึงเป็นการทำลายระบบสุริยะเดิมอย่างสิ้นเชิง เหลือไว้เพียงระบบดาวเคราะห์วงนอกนั่นเอง

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

Dead Star Caught Ripping Up Planetary System