ดวงอาทิตย์ดับอาจทำลายระบบสุริยะชั้นนอกเร็วกว่าคิด

ดวงอาทิตย์ดับอาจทำลายระบบสุริยะชั้นนอกเร็วกว่าคิด งานวิจัยใหม่กำลังทำให้นักดาราศาสตร์ต้องทบทวนภาพอนาคตอันไกลโพ้นของระบบสุริยะอีกครั้ง แม้เหตุการณ์นี้จะเกิดขึ้นในอีกหลายพันล้านปีข้างหน้า และไม่มีผลต่อมนุษย์ในยุคปัจจุบัน แต่ผลการคำนวณชี้ว่า ดาวเคราะห์ชั้นนอกอาจไม่ได้มีเวลาคงอยู่อย่างมั่นคงยาวนานเท่าที่เคยเชื่อกัน

ดวงอาทิตย์เป็นดาวฤกษ์เหมือนดาวดวงอื่น ๆ และวันหนึ่งเชื้อเพลิงภายในจะลดลงจนเข้าสู่ช่วงสุดท้ายของชีวิต นักวิทยาศาสตร์คาดว่าในอีกประมาณ 7,000-8,000 ล้านปี ดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนสภาพเป็นดาวแคระขาว ก่อนหน้านี้มีการประเมินว่า ดาวเคราะห์ชั้นนอกอาจใช้เวลาถึง 100,000 ล้านปี หรืออาจนานถึง 1 ล้านล้านล้านปี กว่าจะเกิดความโกลาหลจากแรงโน้มถ่วงอย่างรุนแรง

ดวงอาทิตย์ดับอาจทำลายระบบสุริยะชั้นนอกเร็วกว่าคิด

งานศึกษาล่าสุดที่ตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal Letters เสนอว่า ระยะเวลาที่แท้จริงอาจสั้นกว่านั้นมาก เมื่อดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวแคระขาว ระบบสุริยะชั้นนอกอาจเหลือความมั่นคงเพียงประมาณ 1,000 ล้านปี เนื่องจากการสูญเสียมวลของดวงอาทิตย์ไม่ได้เกิดขึ้นอย่างเรียบง่ายและต่อเนื่อง แต่มีแนวโน้มเกิดเป็นช่วง ๆ คล้ายการปลดปล่อยมวลออกมาเป็นระลอก

คอนสแตนติน บาไทกิน นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย และทีมวิจัยอธิบายว่า การสูญเสียมวลแบบไม่สม่ำเสมอจะทำให้แรงโน้มถ่วงที่ควบคุมวงโคจรของดาวเคราะห์เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว เมื่อดวงอาทิตย์มีมวลลดลง แรงดึงดูดที่มีต่อดาวเคราะห์ก็จะอ่อนลง วงโคจรจึงมีโอกาสขยายตัวและถูกรบกวนจากดาวเคราะห์ดวงอื่นมากขึ้น

เหตุใดดวงอาทิตย์ดับอาจทำลายระบบสุริยะชั้นนอก

ความมั่นคงของระบบสุริยะขึ้นอยู่กับการที่ดาวเคราะห์เคลื่อนที่ในวงโคจรที่เป็นระเบียบ ไม่ตัดผ่านกัน และรักษาระยะห่างที่เหมาะสมในช่วงเวลายาวนาน ปัจจัยสำคัญยังรวมถึงความสัมพันธ์ระหว่างวงโคจร หรือที่เรียกว่าเรโซแนนซ์ของวงโคจร ซึ่งเป็นรูปแบบแรงโน้มถ่วงที่ดาวเคราะห์ส่งอิทธิพลต่อกัน

ตามหลักฟิสิกส์ วงโคจรของดาวเคราะห์ไม่ได้แยกขาดจากกันอย่างสมบูรณ์ แรงโน้มถ่วงของดาวพฤหัสบดี ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูนสามารถสะสมผลกระทบเล็ก ๆ เป็นเวลานานได้ เมื่อดวงอาทิตย์สูญเสียมวลอย่างไม่เป็นจังหวะ ความเปลี่ยนแปลงเหล่านี้อาจทำให้ระบบที่เคยมีเสถียรภาพเข้าสู่สภาวะวุ่นวายได้ง่ายขึ้น

นักวิทยาศาสตร์เคยคาดการณ์ว่า ความไม่เสถียรของระบบสุริยะชั้นนอกอาจต้องใช้เวลานานถึง 1 ล้านล้านล้านปีจึงจะผลักดาวยูเรนัสออกจากตำแหน่งเดิม ตัวเลขดังกล่าวมากกว่าอายุปัจจุบันของเอกภพเสียอีก อย่างไรก็ตาม การคาดการณ์นี้ตั้งอยู่บนสมมติฐานว่าดวงอาทิตย์จะสูญเสียมวลอย่างราบรื่น ซึ่งอาจไม่ตรงกับวิวัฒนาการจริงของดาวฤกษ์

แบบจำลอง 672 สถานการณ์เผยความเสี่ยงของวงโคจร

เพื่อทดสอบแนวคิดนี้ ทีมวิจัยได้สร้างแบบจำลองจำนวนมาก โดยประเมินสถานการณ์ที่แตกต่างกัน 672 รูปแบบ ทั้งด้านจังหวะและปริมาณมวลที่ดวงอาทิตย์อาจสูญเสียไปก่อนกลายเป็นดาวแคระขาว นักวิจัยไม่ได้มองผลลัพธ์เป็นคำทำนายที่แน่นอน แต่ใช้วิธีประเมินความน่าจะเป็น เพราะพลวัตของดาวเคราะห์มีความโกลาหลและไวต่อเงื่อนไขเริ่มต้นอย่างมาก

• ดวงอาทิตย์จะค่อย ๆ สูญเสียมวลในช่วงท้ายของชีวิต
• วงโคจรของดาวเคราะห์ชั้นนอกจะขยายและถูกรบกวนมากขึ้น
• แรงโน้มถ่วงระหว่างดาวเคราะห์อาจทำให้วงโคจรเริ่มตัดผ่านกัน
• ดาวเคราะห์ขนาดใหญ่บางดวงอาจถูกเหวี่ยงออกจากระบบสุริยะ
• ประมาณ 96 เปอร์เซ็นต์ของแบบจำลองเข้าสู่ความโกลาหลภายใน 3,000 ล้านปีหลังดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวแคระขาว

ผลการทดลองไม่ได้หมายความว่าดาวเคราะห์ทุกดวงจะถูกทำลายในเวลาเดียวกัน หรือเหตุการณ์จะเกิดขึ้นเหมือนกันทุกครั้ง แต่สะท้อนว่าอนาคตของระบบสุริยะมีความไม่แน่นอนสูงกว่าที่ตัวเลขเดิมเคยบอกไว้ ดาวเคราะห์ชั้นนอกอาจยังคงอยู่ต่อไปได้ระยะหนึ่ง ทว่าการจัดเรียงวงโคจรที่เป็นระเบียบอาจค่อย ๆ พังทลายลงจากแรงกระเพื่อมสะสม

ประเด็นนี้ยังเชื่อมโยงกับคำถามเก่าแก่ของไอแซก นิวตันที่เคยสงสัยว่า แรงโน้มถ่วงจะทำให้วงโคจรของดาวเคราะห์พังลงในที่สุดหรือไม่ ปัจจุบันนักวิทยาศาสตร์มีแบบจำลองคอมพิวเตอร์และข้อมูลมากขึ้น แต่ความโกลาหลของระบบดาวเคราะห์ก็ยังทำให้ไม่สามารถระบุอนาคตแบบเจาะจงได้ทุกขั้นตอน

สำหรับมนุษย์ยุคนี้ ข่าวดังกล่าวไม่ใช่ภัยคุกคามในชีวิตประจำวัน เพราะช่วงเวลาหลายพันล้านปีไกลเกินกว่าประวัติศาสตร์มนุษย์จะเปรียบเทียบได้ สิ่งที่น่าสนใจคือ งานวิจัยนี้ช่วยย้ำว่าแม้ระบบสุริยะดูสงบและมั่นคง แต่จริง ๆ แล้วมันเป็นระบบที่มีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา

ดวงอาทิตย์ดับอาจทำลายระบบสุริยะชั้นนอกเร็วกว่าคิด และข้อค้นพบนี้ทำให้เราเห็นภาพจักรวาลชัดขึ้นว่า ความมั่นคงไม่ได้คงอยู่ตลอดไป หากคุณสนใจเรื่องอวกาศ ลองติดตามงานวิจัยด้านวิวัฒนาการของดาวฤกษ์และพลวัตของวงโคจรต่อไป เพราะคำตอบใหม่อาจช่วยให้เราเข้าใจอนาคตของระบบดาวได้ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

ที่มา – The Sun’s Death Could Tear Apart the Outer Solar System Much Sooner Than Thought