กล้อง Webb คลี่คลายวิกฤติตัวตนดาวเคราะห์ดาว

คุณเคยสงสัยไหมว่าบางวัตถุในจักรวาลนั้นเป็นดาวเคราะห์หรือดาวฤกษ์กันแน่? กล้อง Webb คลี่คลายวิกฤติตัวตนดาวเคราะห์ดาว ด้วยการศึกษาวัตถุลึกลับชื่อ 29 Cygni b ที่มีมวลหนักถึง 15 เท่าของดาวพฤหัสบดี และธาตุหนักมากถึง 150 เท่าของโลก นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope) เพื่อสืบหาคำตอบว่าเจ้าวัตถุนี้เติบโตแบบดาวเคราะห์หรือแตกตัวแบบดาวฤกษ์

กล้อง Webb คลี่คลายวิกฤติตัวตนดาวเคราะห์ดาว

ดาวฤกษ์เกิดจากการรวมตัวของเมฆก๊าซและฝุ่นขนาดยักษ์ที่แตกตัวออกเป็นชิ้นเล็ก ก่อนจะยุบตัวลงด้วยแรงโน้มถ่วงของตัวเอง ทำให้เกิดดาวที่หนาแน่นขึ้น ในทางตรงกันข้าม ดาวเคราะห์เกิดจากกระบวนการแบบล่างขึ้นบน จากเศษฝุ่นและก๊าซที่เหลือรอบดาวอายุน้อยในจานต้นกำเนิดดาวเคราะห์ (protoplanetary disk) โดยเศษหินและน้ำแข็งเกาะตัวรวมกันทีละน้อย จนกลายเป็นดาวเคราะห์ขนาดใหญ่

29 Cygni b นั่งอยู่ตรงเส้นแบ่งกั้นระหว่างกระบวนการทั้งสองนี้พอดี ทำให้ทีมนักวิจัยสนใจและนำกล้อง Webb คลี่คลายวิกฤติตัวตนดาวเคราะห์ดาว ผลการศึกษานี้ตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal Letters โดย William Balmer นักดาราศาสตร์จาก Johns Hopkins University ซึ่งเป็นผู้เขียนนำ กล่าวว่า “ในแบบจำลองคอมพิวเตอร์ การแตกตัวในจานสามารถวิ่งไปถึงมวลสูงกว่ามาก แต่ 29 Cygni b เป็นมวลต่ำสุดที่เป็นไปได้จากกระบวนการนี้ ในขณะเดียวกัน มันก็เป็นมวลสูงสุดที่ได้จากการรวมตัว”

วิธีที่กล้อง Webb คลี่คลายวิกฤติตัวตนดาวเคราะห์ดาว

ทีมวิจัยใช้กล้อง NIRCam ของ Webb ถ่ายภาพตรงของ 29 Cygni b ซึ่งเป็นวัตถุตัวแรกจากทั้งหมด 4 ตัวที่เลือกศึกษา ทุกตัวมีมวลระหว่าง 1-15 เท่าของดาวพฤหัสบดี และโคจรห่างจากดาวแม่ไม่เกิน 9 พันล้านไมล์ (15 พันล้านกิโลเมตร) โดย 29 Cygni b โคจรห่างเฉลี่ย 1.5 พันล้านไมล์ คล้ายระยะดาวยูเรนัสในระบบสุริยะของเรา

พวกเขาสังเกตการดูดกลืนแสงจากคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) และคาร์บอนมอนอกไซด์ (CO) เพื่อวัดปริมาณธาตุหนักหรือโลหะ ผลพบว่า 29 Cygni b มีธาตุหนักมากกว่าดาวแม่ แสดงว่ามันรวมตัวจากของแข็งที่อุดมด้วยโลหะในจานต้นกำเนิด นอกจากนี้ ยังใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน CHARA array เพื่อตรวจสอบว่าทิศทางการโคจรของมันตรงกับแกนหมุนของดาวแม่หรือไม่

• มวลสูงแต่โคจรใกล้: คล้ายดาวเคราะห์ยักษ์
• ธาตุหนักอุดมสมบูรณ์: จากการรวมตัวในจาน
• การโคจรตรงกับดาวแม่: เหมือนดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ

Ash Messier นักศึกษาปริญญาโทจาก Johns Hopkins กล่าวว่า “เราอัปเดตวงโคจรของดาวเคราะห์ และสังเกตดาวแม่เพื่อหาทิศทาง พบว่ามุมเอียงของดาวเคราะห์ตรงกับแกนหมุนของดาวแม่ คล้ายระบบสุริยะของเรา”

สรุปแล้ว กล้อง Webb คลี่คลายวิกฤติตัวตนดาวเคราะห์ดาว โดยยืนยันว่า 29 Cygni b เป็นดาวเคราะห์ที่เติบโตจากการรวมตัวรวดเร็วของวัสดุอุดมธาตุหนักในจานต้นกำเนิด ไม่ใช่จากการแตกตัวของก๊าซ Balmer กล่าว “หลักฐานเหล่านี้ชี้ชัดว่ามันเกิดแบบดาวเคราะห์ ไม่ใช่ดาวฤกษ์”

ทีมจะศึกษาวัตถุที่เหลืออีก 3 ตัว เพื่อเปรียบเทียบองค์ประกอบระหว่างดาวเคราะห์มวลต่ำและสูง ช่วยไขปริศนาการก่อตัวในจักรวาลมากขึ้น การค้นพบนี้ไม่เพียงแก้ปริศนา 29 Cygni b แต่ยังขยายขอบเขตความเข้าใจเรื่องดาวเคราะห์ยักษ์และ brown dwarfs ที่เป็นเส้นแบ่งเลือนราง

คุณล่ะ คิดว่าวัตถุในจักรวาลที่อยู่ตรงกลางแบบนี้มีกี่แห่ง? แสดงความเห็นในคอมเมนต์ด้านล่าง และอย่าลืมติดตามบทความดาราศาสตร์อื่นๆ เพื่ออัปเดตความรู้จักรวาลล่าสุด!

ที่มา – Webb Telescope Resolves Cosmic Identity Crisis Between Planets and Stars