โลกดาราศาสตร์ทึ่ง! พบ “ดาวสองหน้า” ของแปลกแห่งจักรวาล
0
0
นักดาราศาสตร์รายงานการค้นพบดาวฤกษ์ดวงหนึ่งที่มีลักษณะแปลกประหลาด เป็นเหมือนกับ “ดาวสองหน้า”
โดยมันเป็นดาวแคระขาว (White Dwarf) หรือเป็นระยะสุดท้ายของดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่มีมวลไม่มาก แต่ที่ต่างจากดาวแคระขาวทั่วไปคือ ด้านหนึ่งของดาวประกอบด้วยก๊าซไฮโดรเจนเกือบทั้งหมด แต่อีกด้านหนึ่งกลับประกอบด้วยก๊าซฮีเลียม นับเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวฤกษ์ที่มีสองด้านแตกต่างกันโดยธรรมชาติ
ดร.อิลาเรีย ไคอัซโซ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากคาลเทค (Caltech) ซึ่งเป็นหัวหน้าทีมวิจัยผู้ค้นพบ กล่าวว่า “พื้นผิวด้านหนึ่งของดาวแคระขาวดวงนี้แตกต่างจากอีกด้านหึ่งอย่างสิ้นเชิง … เมื่อฉันแสดงการค้นพบนี้ให้คนอื่นดู พวกเขาทึ่งกันมาก”
ดาวสองหน้าดังกล่าวอยู่ห่างจากโลกออกไปมากกว่า 1,000 ปีแสง อยู่ในกลุ่มดาวหงส์ ได้รับชื่อเล่นว่า “เจนัส” (Janus) ตามชื่อเทพเจ้าแห่งประตูและการเปลี่ยนแปลงของโรมัน ซึ่งเป็นเทพที่มีสองหน้า
นักวิทย์พบหลักฐานยืนยัน โลกเข้าสู่ยุคสมัย “แอนโทรโพซีน” แล้ว!
พบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ “สะท้อนแสงมากที่สุด” ไม่ต่างจากกระจก
นักดาราศาสตร์พบหนึ่งในข้อพิสูจน์ จักรวาลสามารถ “ขยายขนาดเวลา” ได้
ส่วนชื่อวิทยาศาสตร์อย่างเป็นทางการคือ ZTF J203349.8+322901.1 มันถูกค้นพบครั้งแรกโดย Zwicky Transient Facility (ZTF) ซึ่งเป็นเครื่องมือสแกนท้องฟ้าจากหอดูดาวพาโลมาร์ของคาลเทคใกล้ซานดิเอโก
การค้นพบนี้เกิดขึ้นขณะที่ไคอัซโซกำลังศึกษาดาวแคระขาวในอวกาศไปเรื่อย ๆ จนมาพบกับดาวแคระขาวดวงหนึ่งที่โดดเด่นจากพวก เนื่องจากมีการเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วของความสว่าง
เมื่อสังเกตเพิ่มเติมเธอพบว่า เจนัสหมุนรอบตัวเองทุก ๆ 15 นาที จากนั้นเมื่อวัดด้วยสเปกโตรเมตรี หรือการวัดเชิงแสงเพื่อวิเคราะห์ว่าสารบนดาวที่อยู่ห่างออกไปมีสารอะไรบ้างก็พบว่า “ด้านหนึ่งของดาวเป็นไฮโดรเจนเกือบทั้งหมด และอีกด้านหนึ่งเป็นฮีเลียมเกือบทั้งหมด”
หากมองในระยะใกล้ ทั้งสองด้านของดาวจะมีสีฟ้าและมีความสว่างใกล้เคียงกัน แต่ด้านฮีเลียมจะมีลักษณะเป็นรอยเล็ก ๆ ปะติดปะต่อ เหมือนกับดวงอาทิตย์ของเรา ในขณะที่ด้านไฮโดรเจนจะดูมีผิวเรียบเนียนกว่า
นักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถหาคำอธิบายที่แน่ชัดได้ว่า เหตุใดลักษณะของดาวเจนัสจึงเป็นเช่นนี้ สมมติฐานหนึ่งคือ เจนัสอาจอยู่ระหว่างกระบวนการเปลี่ยนแปลงที่หาได้ยาก ซึ่งคาดการณ์ว่าจะเกิดขึ้นในช่วงวิวัฒนาการของดาวแคระขาว
โดยทั่วไป ดาวแคระขาวจะมีสนามแรงโน้มถ่วงที่รุนแรง ทำให้ธาตุที่หนักกว่าถูกดึงเข้าสู่แกนกลางและธาตุที่เบากว่าจะลอย ทำให้มักเกิดชั้นบรรยากาศสองชั้น โดยฮีเลียมอยู่ด้านล่าง ปกคลุมด้วยชั้นบาง ๆ ของไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุด
เมื่อดาวเย็นตัวลงต่ำกว่าอุณหภูมิประมาณ 30,000 องศาเซลเซียส ชั้นฮีเลียมที่หนาขึ้นจะเริ่มเกิดการเปลี่ยนแปลง ทำให้ชั้นไฮโดรเจนภายนอกเข้ามาปะปน เจือจาง และเกิดการผสมผสานจนหายไป
“พื้นผิวของดาวแคระขาวบางดวงสามารถเกิดการเปลี่ยนสถานะจากการมีไฮโดรเจนเป็นฮีเลียมได้ … เราอาจพบดาวแคระขาวที่กำลังอยู่ระหว่างกระบวนการเปลี่ยนผ่านดังกล่าว” ไคอัซโซกล่าวคำพูดจาก ปั่นสล็อตแตกทุกเกม
อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนผ่านนี้ควรจะเกิดขึ้นแบบพร้อมกันทั่วพื้นผิวดาวเคราะห์ ไม่ใช่แค่พื้นผิวด้านใดด้านหนึ่ง ทีมวิจัยจึงเชื่อว่า อาจเป็นผลจากสนามแม่เหล็กที่ไม่สมมาตร
“สนามแม่เหล็กรอบ ๆ ดาวเจนัสอาจจะไม่สมมาตร หรือมีความเข้มมากกว่าในด้านใดด้านหนึ่ง … และสนามแม่เหล็กสามารถป้องกันการผสมผสานของธาตุได้ ดังนั้น ถ้าสนามแม่เหล็กด้านหนึ่งมีความเข้มกว่า ด้านนั้นก็จะมีการผสมน้อยกว่าและไฮโดรเจนก็มากกว่าด้วย” ไคอัซโซอธิบาย
อีกทฤษฎีหนึ่งที่ทีมวิจัยเสนอคือ สนามแม่เหล็กอาจเปลี่ยนแปลงความดันและความหนาแน่นของก๊าซในชั้นบรรยากาศ
เจมส์ ฟุลเลอร์ หนึ่งในทีมวิจัย ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์เชิงทฤษฎีที่คาลเทค กล่าวว่า “สนามแม่เหล็กอาจทำให้ความดันก๊าซในชั้นบรรยากาศลดลง และสิ่งนี้อาจทำให้ไฮโดรเจนก่อตัวขึ้นในที่ที่มีสนามแม่เหล็กมากที่สุด”
เพื่อไขปริศนานี้ ทีมวิจัยหวังว่าจะพบดาวแคระขาวที่มีลักษณะคล้ายเจนัสมากขึ้น
อ่านงานวิจัยฉบับเต็ม ที่นี่
เรียบเรียงจาก Phys.org / The Guardian
ภาพจาก K. Miller, Caltech/IPAC
