กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ตรวจพบดาวเคราะห์นอกระบบ 6 ดวงที่ไม่มีดาวฤกษ์ดาวแม่ จนเกิดข้อสันนิษฐานว่าบางทีพวกมันอาจกลายเป็นดาวฤกษ์ด้วยตัวเอง
ในรายงานใหม่ที่เผยแพร่บนเซิฟเวอร์ ‘arXiv’ ได้เผยให้เห็นข้อมูลใหม่ที่นักวิทยาศาสตร์ตามหามาอย่างยาวนาน ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ส่องไปยังเนบิวลาที่มีชื่อว่า NGC 1333 ในกลุ่มดาวเพอร์ซิอุส พวกเขาก็ต้องพบกับความประหลาดใจ เมื่อได้มองเห็นวัตถุ 6 ชิ้นที่มีขนาดเท่ากับดาวเคราะห์ ซึ่งเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วและอิสระในอวกาศระหว่างดวงดาว
“เรากำลังตรวจสอบขีดจำกัดของกระบวนการก่อตัวเป็นดาวฤกษ์” อดัม แลงเกเวลด์ (Adam Langeveld) นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยจอห์นฮอปกินส์ กล่าว “หากคุณมีวัตถุที่ดูเหมือนดาวพฤหัสบดีอายุน้อย เป็นไปได้หรือไม่ว่าวัตถุนั้นจะกลายเป็นดาวฤกษ์ได้ภายใต้เงื่อนไขที่เหมาะสม”
“นี่เป็นบริบทที่สำคัญสำหรับการทำความเข้าใจทั้งการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์” เขาเสริม
โดยทั่วไปแล้วจักรวาลสามารถสร้างวัตถุบนท้องฟ้าได้หลายวิธีตัวอย่างเช่นดาวฤกษ์ที่จะเกิดจากการรวมตัวกันของฝุ่นและก๊าซที่มีความหนาแน่นเพียงพอ มันจะยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงที่รุนแรง และเมื่อมันสะสมมวลมากขึ้นเรื่อย ๆ จากดิสก์ของสสารที่หมุนวนรอบ ๆ
จนกระทั่งความดันและความร้อนที่ศูนย์กลางถึงจุดจุดหนึ่ง มันก็จะสามารถจุดชนวนปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันได้ ในตอนนั้นวัตถุดังกล่าวจะส่องแสงขึ้นมากลายเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างสไว กลับกัน หากก้อนฝุ่นดังกล่าวไม่สามารถสร้างนิวเคลียร์ฟิวชันได้ พวกมันก็จะกลายเป็นดาวเคราะห์แทน ซึ่งมักจะเป็นเศษฝุ่นที่หลงเหลือมาจากการก่อตัวของดาวฤกษ์
แต่สิ่งที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์งุนงงกันมาอย่างยาวนานคือ พวกเขาไม่รู้ว่าเส้นแบ่งการก่อตัวที่แยกระหว่างดาวฤกษ์กับดาวเคราะห์ออกจากกันนั้นอยู่ตรงไหน ที่ผ่านมาผู้เชี่ยวชาญเชื่อกันว่ามวลต่ำสุดที่จะสร้างดาวฤกษ์ได้นั้นจะต้องอยู่ที่ 9% ของมวลดวงอาทิตย์ หรือประมาณ 93 เท่าของมวลดาวพฤหัส
หากต่ำกว่านี้ มันจะกลายเป็นดาวแคระน้ำตาลซึ่งเป็นวัตถุก๊าซที่ไม่ใช่ดาวฤกษ์ แต่ก็มีมวลมากเกินกว่าจะเป็นดาวเคราะห์ได้ อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์ก็ยังพบอีกว่าดาวแคระน้ำตาลบางตัวก็สามารถผลิตพลังงานจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันของดิวทีเรียมได้ชั่วขณะหนึ่ง ซึ่งดาวดวงดังกล่าวมีมวลน้อยกว่าดาวพฤหัสบดีของเราประมาณ 13 เท่า
เรื่องราวทั้งหมดนี้ทำให้ทุกอย่างซับซ้อนอย่างยิ่ง ไม่เพียงเท่านั้น การสังเกตการณ์ของเจมส์ เวบบ์ ในเนบิวลา NGC 1333 เผยให้เห็นว่ามีดาวเคราะห์ 6 ดวงลอยอยู่อย่างอิสระ แต่สิ่งที่ประหลาดก็คือพวกมันมีมวลประมาณ 5-10 เท่า กลับมีดิสก์สสารวนอยู่รอบ ๆ ราวกับว่ามันกำลังลังเลอยู่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์ ดาวแคระสีน้ำตาล หรืออาจจะเป็นดาวฤกษ์ไปเลย
“เราใช้ความไวแสงที่ไม่เคยมีมาก่อนของเวบบ์ที่ความยาวคลื่นอินฟราเรดเพื่อค้นหาสมาชิกที่จากที่สุดของกระจุกดาวอายุน้อย โดยพยายามหาคำตอบพื้นฐานทางดาราศาสตร์ว่า วัตถุสามารถก่อตัวเหมือนดวงดาวได้เบาเพียงใด” เรย์ จายาวาร์ดฮานา (Ray Jayawardhana) นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์ หนึ่งในทีมวิจัย กล่าว
“ปรากฏว่าวัตถุลอยอิสระขนาดเล็กที่สุดกำลังก่อตัวเหมือนกับดาวฤกษ์ที่มีมวลทับซ้อนกับดาวเคราะห์นอกระบบขนาดยักษ์ที่โคจรรอบดวงดาวใกล้เคียง” เขาเสริม
แม้การสังเกตการณ์ใน NGC 1333 จะชี้ให้เห็นว่าดาวเคราะห์มีกระบวนการก่อตัวตรงตามทฤษฏีคือ เกิดจากการยุบตัวของแรงโน้มถ่วง แต่มันก็อาจจะสามารถเพิ่มฝุ่นที่อยู่รอบ ๆ มันให้กลายเป็นดาวฤกษ์เลยก็ได้เช่นกัน ซึ่งอาจเป็นดาวฤกษ์ทารกในขนาดจิ๋ว
“การสังเกตการณ์ของเราได้ยืนยันว่าธรรมชาติสร้างวัตถุที่มีมวลเป็นดาวเคราะห์ด้วยอย่างน้อย 2 วิธีคือ การหดตัวของกลุ่มก๊าซและฝุ่น ซึ่งก็คือการก่อตัวขึ้นของดาวฤกษ์ และจากดิสก์ก๊าซกับฝุ่นรอบ ๆ ดาวฤกษ์อายุน้อยเช่นเดียวกับดาวพฤหัสบดีในระบบสุริยะของเรา” จายาวาร์ดฮานา กล่าว
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ทำที่เจมส์ เวบบ์ ทำให้เกิดความงุนงง ในปี 2023 ที่ผ่านมามันก็เคยพบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่ลอยอย่างอิสระถึง 40 คู่ในเนบิวลาโอไรออน ซึ่งยังไม่แน่ว่ามันอาจจะกลายเป็นดาวฤกษ์ในระบบคู่ ไม่ก็ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่โคจรรอบกัน ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จึงต้องการเวลาเพิ่มเติมเพื่อสรุปถึงขีดจำกัดในกระบวนการเหล่านี้
“มีแน้วโน้มว่าคู่ดาวดังกล่าว (ใน NGC 1333) ก่อตัวขึ้นในลักษณะเดียวกับระบบดาวฤกษ์คู่ คือจากเมฆที่แตกออกเป็นเสี่ยง ๆ ขณะที่มันหดตัว” จายาวาร์ดฮานา เสริม “ความหลากหลายของระบบที่ธรรมชาติสร้างขึ้นนั้นน่าทึ่งมาก และผลักดันให้เราต้องปรับปรุงแบบจำลองการก่อตัวของดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ของเรา”
สืบค้นและเรียบเรียง วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ภาพ : ESA/Webb/NASA & CSA,/A. Scholz/K. Muzic/A.
.
ที่มา
https://arxiv.org/abs/2408.12639
https://www.sciencealert.com
https://www.iflscience.com
https://www.space.com
