เพิ่งมีข่าวมาเมื่อเร็ว ๆ นี้ นักดาราศาสตร์พบดาวแคระขาวที่ชื่อ WD J1330+6435 ที่เคยอยู่ใน Catalog ของดาวฤกษ์มาตั้งแต่ปี 1999 พบว่ามันไม่ใช่ดาวแคระขาวปกติใน Catalog ทั่วไปแต่เป็นดาวแคระขาวที่มีพื้นผิวสีเขียว และนับได้ว่าเป็นครั้งแรกที่พบวัตถุในกลุ่มดาวฤกษ์ในเอกภพที่มีพื้นผิวสีเขียว
ซึ่งเอาเข้าจริงจากข่าวหลายคนอาจจะตั้งคำถามว่าทำไม ดาวฤกษ์ที่มีสีเขียวมันหายากหรอ เพราะเมื่อมองจากภาพวัตถุทางดาราศาสตร์มากมายไม่ว่าจะเป็นภาพต้นคริสมาสต์ในเอกภพที่ NASA วนเอามาให้เห็นในทุกปีหรือว่าภาพกลุ่มก้อนเมฆในเอกภพก็เห็นว่ามีสีเขียวและสดใส แล้วทำไมการที่นักดาราศาสตร์พบดาวฤกษ์ที่มีสีเขียวมันถึงน่าตื่นเต้นตื่นตาตื่นใจและกลายเป็นข่าวใหญ่ในวงการดาราศาสตร์ขนาดนั้นละ
มันไม่ได้หายากแต่สมองเราบอกว่ามันคือสีขาว
อันดับแรกเราต้องเข้าใจก่อนว่าแสงที่ตามองเห็นมันคือสิ่งที่เกิดขึ้นมาจากเซลล์ประสาทรับแสงในดวงตากับสมอง สิ่งมีชีวิตบนโลกทุกตัวที่มีดวงตาล้วนเกิดขึ้นมาบนโลกที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ แสงที่ดวงอาทิตย์สาดมาถึงพื้นผิวของโลกมันมีสีอะไรก็ไม่รู้ แต่ด้วยชีวิตแรกที่มองเห็นแสงได้ประมวลผลว่าช่วงสเปกตรัมของย่านเล็ก ๆ ความยาว 380 ถึง 750 นาโนเมตร เป็นแสงที่มันมองเห็น แล้วหลังจากนั้นทุกชีวิตที่มองเห็นได้บนโลกก็ล้วนใช้แสงในย่านนี้ในการดำรงชีวิต
เอาเป็นว่าเพื่อไม่ให้จากบทความดาวฤกษืสีเขียวกลายเป็นหนังสือวิวัฒนาการดวงตาของสัตว์จะย่อพอสังเขปว่า หลังจากนั้นมันก็เริ่มมีการวิวัฒนาการเซลล์รูปกรวยที่สามารถรับแสงในความยาวคลื่นที่จำเพาะได้และสัตว์ก็เริ่มที่จะสามารถแยกสีต่าง ๆ ได้ด้วย เป็นแสงสีแดง สีเขียว สีน้ำเงิน และสมองของสัตว์ที่มองเห็นสีก็มีการตั้งค่าเหมือนกันว่าหากแสงที่ย่าน 380 ถึง 750 นาโนเมตร ถ้าเข้ามาด้วยปริมาณที่เท่ากันจะเป็นสีขาว ซึ่งก็เป็นปริมาณแสงที่ตรงกับที่ดวงอาทิตย์ของเราเปร่งออกมาในทุกย่านเท่ากันหมดด้วยพอดี เราจึงบอกและกำหนดว่าดวงอาทิตย์ของเรามีสีขาว
ทีนี้เมื่อเรามีการศึกษาดาราศาสตร์ เราได้พบว่าดาวฤกษ์ที่เปร่งแสงออกมาได้แต่ละดวงมันไม่ได้มีสีที่เหมือนกัน บางดวงสีแดง บางดวงสีน้ำเงิน ซึ่งการที่แต่ละดวงมีสีที่แตกต่างกันนั้นเป็นเพราะว่าอุณหภูมิพื้นผิวของมันแตกต่างกัน และมวลของดาวฤกษ์ก็ขึ้นตรงกับค่าอุณภูมิพื้นผิวของมันด้วยจึงเกิดกราฟที่เรียกว่า Hertzsprung–Russell diagram (H-R Diagram) ขึ้นมา ซึ่งในกราฟทั้งหมดจะมีสีคือโทนแดง ส้ม เหลือง ขาว ฟ้า น้ำเงิน จะเห็นว่าจริง ๆ แล้ว H-R Diagram มันค่อนข้างตรงกับสีของรุ้งที่แยกออกมาเลย แต่ทำไมที่ควรจะเป็นสีเขียวที่อยู่ตรงกลางระหว่างเหลืองกับฟ้า นั้นก็เป็นเพราะว่าดาวฤกษ์กลุ่มเดียวกับดวงอาทิตย์ของเราที่เปร่งแสงในทุก ๆ ย่านอย่างเท่ากันหมด ดวงตาของมนุษย์ก็เลยประมวลผลออกมาว่าดาวฤกษ์กลุ่มนี้มีสีขาว ดังนั้นในเอกภพของเรา จึงไม่มีดาวฤกษ์สีเขียวเลยแม้แต่ดวงเดียวและทั้งหมดก็เป็นเพราะดวงตาของเรา
แล้วทำไม WD J1330+6435 เป็นสีเขียว
ก่อนจะไปรู้ว่าดาวแคระขาวมีสีเขียวได้อย่างไร มาดูสเปกของเจ้าดาวแคระขาวดวงนี้กันก่อน ดาว WD J1330+6435 เป็นดาวแคระขาวที่อยู่ห่างจากระบบสุริยะของเราออกไป 281.6 ปีแสง ตั้งอยู่ในพื้นที่ของกลุ่มดาวมังกร (Draco) ขยับไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนือของดาว Thuban นิดหน่อย และอยู่เกือบจะทิศใต้ตรงๆ ของดาว Kappa Draconis และอย่างที่บอกไปดาวดวงนี้ไม่ใช่ดาวดวงใหม่ มันถูกบันทึกไว้ครั้งแรกตั้งแต่ปี 1999 ในแคตตาล็อกดาวแคระขาว McCook-Sion ภายใต้ชื่อเก่าว่า WD 1328+648
ดาวแคระขาว คือ แกนกลางที่หลงเหลืออยู่หลังจากดาวฤกษ์ขนาดใกล้เคียงดวงอาทิตย์หมดอายุขัยและระเบิด เหลือเพียงแค่แกนกลางที่ร้อนจัด มันไม่มีเชื้อเพลิงหลงเหลือแล้ว มันไม่สามารถจุดนิวเคลียร์ฟิวชั่นได้อีกแล้วสิ่งที่มันทำได้คือการแผ่รังสีความร้อนออกไปสู่อวกาศที่ว่างเปล่าและรอวันที่จะหมดความร้อนลง แม้มันจะชื่อว่าดาวแคระขาว แต่ถึงอย่างนั้นสีของดาวแคระขาวก็ค่อนข้างหลากหลายตามอุณหภูมิของพื้นผิวแกนกลางเดิมตั้งแต่สีออกไปทางฟ้าจนไปถึงสีแดงที่ความร้อนต่ำ และหมดแสงลงไปเหมือนกองถ่านที่หมดไฟ
สำหรับ WD J1330+6435 ความน่าสนใจมันอยู่ตรงที่อุณหภูมิและองค์ประกอบชั้นบรรยากาศของมัน อุณหภูมิพื้นผิว (Effective Temperature) ของมันต่ำมาก อยู่ที่ประมาณ 4,300 เคลวินเท่านั้น ซึ่งถ้าเป็นดาวฤกษ์ปกติที่อุณหภูมิระดับนี้ แสงของมันควรจะออกเป็นสีส้มอมแดงจาง ๆ แถมชั้นบรรยากาศของมันยังประกอบด้วยก๊าซฮีเลียมเกือบจะบริสุทธิ์ 100% แต่ทีนี้ พอนักดาราศาสตร์เอาสเปกตรัมแสงของมันมาวิเคราะห์ กลับพบว่ามันถูกจัดอยู่ในกลุ่มดาวแคระขาวประเภท DZ (Spectral Type DZ) ซึ่งเป็นกลุ่มดาวแคระขาวที่มีเส้นการดูดกลืนแสงของ “โลหะ” (Metal Absorption Lines) โผล่ขึ้นมาในชั้นบรรยากาศอย่างชัดเจน นักวิจัยตรวจพบเส้นการดูดกลืนแสงที่เข้มข้นมากของธาตุ 3 ตัว คือ โซเดียม (Sodium), แคลเซียม (Calcium) และลิเทียม (Lithium) ซึ่งตามหลักฟิสิกส์ของดาวแคระขาวที่มีแรงโน้มถ่วงมหาศาล ธาตุหนักพวกนี้ควรจะจมดิ่งลงไปที่แกนกลางของดาวตั้งนานแล้ว ไม่ควรจะลอยขึ้นมาโชว์ตัวอยู่ที่ชั้นบรรยากาศด้านนอกได้เลย
ซึ่งสิ่งนี้เป็นหลักฐานชิ้นสำคัญที่ยืนยันว่าดาวดวงนี้กำลังพอกพูนมวลสาร (Accretion) จากจานฝุ่นและเศษหินที่โคจรรอบตัวมันอยู่
ดาวแคระขาวไม่จำเป็นต้องมีสีขาว
ตามเดิมเราคิดว่า ดาวแคระขาว น่าจะมีช่วงสีตาม H-R Diagram สีของมันขึ้นกับความร้อนที่คงเหลืออยู่ภายใน แต่จากงานวิจัยใหม่ล่าสุดพบว่าจริง ๆ สีของดาวแคระขาวไม่ได้ขึ้นอยู่กับความร้อนของพื้นผิวเพียงอย่างเดียว เพราะพวกเขาพบกับดาวแคระขาวที่มีสีเหลืองสด สีเขียว สีฟ้า สีชมพู ไปจนถึงสีม่วง ตัวอย่างเช่น WD J0902+2010 ที่มีสีชมพูสด ซึ่งสีแปลกประหลาดเหล่านี้ไม่ได้เกิดจากอุณหภูมิความร้อนของตัวดาวเพียงอย่างเดียว แต่เกิดจากการที่ดาวแคระขาวเหล่านั้นดึงดูดเอา “เศษซากสสาร” จากภายนอกให้ตกลงมาปะทะและปะปนอยู่ในชั้นบรรยากาศ
ในกรณีของ WD J1330+6435 การที่เราตรวจพบเส้นการดูดกลืนแสงของโลหะอย่างโซเดียม แคลเซียม และลิเทียม ลอยเด่นอยู่ในชั้นบรรยากาศฮีเลียม ซึ่งธาตุเหล่านี้ทำหน้าที่เป็นเหมือนกับฟิลเตอร์กรองแสงภายในชั้นบรรยากาศฮีเลียมของดาวแคระขาวที่ทำให้แสงสีขาวที่ออกสีส้มหม่นๆ ตามอุณหภูมิ 4,300 เคลวิน ให้กลายเป็นสีเขียว
ซึ่งเศษซากในจานพอกพูนมวลยังคงเป็นหนึ่งในคำถามของนักดาราศาสตร์ ว่าแล้วจานพอกพูนมวลมาจากไหน อาจจะเป็นได้ทั้งวัตถุดั้งเดิมจากระบบดาวเคราะห์เก่าที่เหลือแต่เศษซาก หรือเป็นชิ้นส่วนของดาวเคราะห์ขนาดใหญ่ที่หลงเข้ามาแล้วถูกชิ้นส่วน (Differentiated Bodies) ซึ่งในวารสาร Science และ MNRAS พยายามวิเคราะห์สัดส่วนของลิเทียมและโลหะเพื่อสืบหาอายุและต้นตอของมัน
ทีนี้คำถามสำคัญก็คือ ต่อให้มีโซเดียมกับแคลเซียมตกลงไปในชั้นบรรยากาศของดาวจริงๆ แล้วทำไมมันถึงเปลี่ยนสีของดาวทั้งดวงให้กลายเป็นสีเขียวได้? เพราะถ้าเราเอาเกลือโซเดียมไปเผาไฟหรือส่องสเปกตรัมในห้องแล็บบนโลก อะตอมของโซเดียมจะดูดกลืนหรือคายแสงออกมาแค่เส้นแคบๆ เส้นเดียวในช่วงความยาวคลื่นแสงสีส้ม (Sodium D-lines แถวๆ 589 นาโนเมตร) และโดยรวมแล้วแสงของดาวแคระขาวก็ยังคงที่จะมีสีส้มเหมือนเดิมอยู่
Mark Hollands จาก University of Warwick ซึ่งเป็นหัวหน้าทีมวิจัยในปี 2026 ที่ค้นพบโทนสีเขียวของดาวดวงนี้ อธิบายกลไกที่เกิดขึ้นหน้างานไว้อย่างน่าสนใจว่า ความหนาแน่นในชั้นบรรยากาศของดาวแคระขาวดวงนี้สูงมากเสียจนอะตอมของโซเดียมที่ลอยอยู่ ถูกอะตอมของฮีเลียมที่อยู่รายล้อมพุ่งเข้าชนกระแทกอย่างต่อเนื่องตลอดเวลา การถูกรุมชนแบบไม่ได้พักนี้เองที่เข้าไปรบกวนและบิดเบือนระดับพลังงานควอนตัมของอะตอมโซเดียม หรือที่ในทางสเปกโทรสโกปีเรียกว่า Pressure Broadening
ผลลัพธ์ที่เกิดขึ้นกับ WD J1330+6435 ก็คือ อะตอมของโซเดียมไม่ได้ดูดกลืนแค่แสงสีส้มเส้นแคบๆ อีกต่อไป แต่มันกวาดดูดกลืนแสงสีเหลือง สีส้ม และลามไปกินแสงสีแดงบางส่วนจนแหว่งหายไปทั้งแถบ
และยังไม่จบแค่นั้น เพราะในเวลาเดียวกัน อะตอมของแคลเซียมที่ปะปนอยู่ในชั้นบรรยากาศก็ทำหน้าที่เป็นปราการอีกด่าน คอยดูดกลืนแสงที่ฝั่งความยาวคลื่นสั้นอย่างแสงสีม่วงออกไปอย่างหนักหน่วง พอแสงฝั่งสีม่วงทางซ้ายถูกแคลเซียมบล็อกไว้ และแสงฝั่งสีเหลือง-ส้ม-แดงทางขวาถูกโซเดียมที่โดนฮีเลียมชนจนเพี้ยนกวาดเรียบไปอีก แสงช่วงเดียวที่เหลือรอดผ่านชั้นบรรยากาศออกมาได้โดยไม่ถูกดูดกลืนก็คือ “แสงสีเขียว” ที่อยู่ตรงกลางพอดิบพอดี
สิ่งที่หลงเหลืออยู่คือดาวที่มีแสงเรืองรองเป็นสีเขียวอมเหลืองแบบ Chartreuse (#DDFFB8) ที่สวยงามมาก ซึ่งปรากฏการณ์แบบนี้ไม่มีทางเกิดขึ้นได้เด็ดขาดในดาวฤกษ์ปกติที่มีลักษณะเหมือนดวงอาทิตย์ เพราะดาวฤกษ์ทั่วไปไม่มีความหนาแน่นในชั้นบรรยากาศสูงพอที่จะบีบให้อะตอมฮีเลียมไปไล่ชนโซเดียมจนเส้นสเปกตรัมบานออกได้ขนาดนี้
ความลับที่ซ่อนอยู่ในกราฟสเปกตรัมเก่าเกือบสามทศวรรษ
แม้งานวิจัยชิ้นนี้จะยืนยันว่า WD J1330+6435 คือดาวฤกษ์สีเขียวดวงแรกของเอกภพเท่าที่มนุษย์เคยค้นพบ แต่เรื่องน่าเสียดายอย่างหนึ่งก็คือ ถ้าคืนนี้คุณลองแบกกล้องโทรทรรศน์ออกไปตั้งส่องดูกลุ่มดาวมังกรที่ระยะห่าง 281.6 ปีแสงด้วยตาตัวเอง คุณก็จะไม่มีทางมองเห็นจุดแสงสีเขียว Chartreuse ที่ว่านี้ได้อยู่ดี เพราะดาวแคระขาวดวงนี้มีขนาดเล็กมากและเย็นตัวลงจนเหลืออุณหภูมิเพียง 4,300 เคลวิน แสงที่ส่องมาถึงโลกจึงริบหรี่เกินกว่าที่เซลล์รับสีในดวงตาของมนุษย์จะมองเห็น
แต่จุดนี้แหละที่สะท้อนให้เห็นเสน่ห์ของการทำงานวิทยาศาสตร์ข้อมูลในยุคปัจจุบันได้ชัดเจนที่สุด ลองคิดดูว่า WD J1330+6435 ถูกบันทึกเข้าสู่แคตตาล็อกดาวแคระขาวมาตั้งแต่ปี 1999 และถูกเก็บข้อมูลสเปกตรัมผ่านโครงการสำรวจท้องฟ้าอย่าง Sloan Digital Sky Survey มาตั้งนานแล้ว ตลอดเวลาเกือบสามทศวรรษที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ทั่วโลกต่างก็เคยเปิดดูกราฟเส้นการดูดกลืนแสงของโซเดียม แคลเซียม และลิเทียมของดาวดวงนี้กันมาไม่รู้ตั้งกี่ครั้ง เพื่อคำนวณหาองค์ประกอบทางเคมีของเศษซากดาวเคราะห์ที่ตกลงไป ดังที่ปรากฏในงานวิจัยก่อนหน้าทั้งในวารสาร Science และ MNRAS
ทว่าตลอดเวลาที่ผ่านมา เราก็มองข้อมูลเหล่านั้นเป็นเพียงตัวเลขและกราฟเส้นหยักบนหน้าจอคอมพิวเตอร์ จนกระทั่งทีมของ Mark Hollands ลองเปลี่ยนมุมมองการตั้งคำถามใหม่ ด้วยการนำเอาข้อมูลสเปกตรัมเดิมที่มีอยู่แล้ว มาคำนวณย้อนกลับผ่านแบบจำลองการรับรู้สีของดวงตามนุษย์ว่า “ถ้าเราบินไปยืนอยู่ใกล้ๆ ดาวดวงนี้ในระยะที่สว่างพอ ตาของเราจะเห็นมันเป็นสีอะไรกันแน่?”
การค้นพบดาวฤกษ์สีเขียวดวงแรกของเอกภพในครั้งนี้ จึงไม่ได้เกิดจากการสร้างกล้องโทรทรรศน์ตัวใหม่ที่ใหญ่โตมโหฬารหรือการค้นพบวัตถุใหม่ที่ไม่เคยมีใครเห็นมาก่อน แต่เกิดจากการรื้อเอาข้อมูลเก่าที่นอนนิ่งอยู่ในฐานข้อมูลมาตั้งแต่ปี 1999 ขึ้นมาปัดฝุ่น แล้วมองมันด้วยสายตาและคำถามที่ไม่เคยมีใครถามมาก่อน ซึ่งไม่แน่ว่าในคลังข้อมูลดาราศาสตร์ที่เราเก็บสะสมกันมานับสิบปี อาจจะมีเรื่องราวที่แหกกฎสามัญสำนึกแบบดาวสีเขียวดวงนี้ซ่อนอยู่ในกราฟสเปกตรัมแผ่นอื่นอีกก็เป็นได้ เพียงแค่รอวันที่จะมีคนเอะใจแล้วหยิบมันขึ้นมาตั้งคำถามให้ถูกจุดเท่านั้นเอง
เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co
