พบดาวฤกษ์สีเขียวดวงแรก หลังกลืนดาวเคราะห์

การค้นพบครั้งใหม่นี้กำลังสร้างความตื่นเต้นให้วงการดาราศาสตร์ เพราะนักวิทยาศาสตร์พบดาวแคระขาวที่ดูเหมือนจะมีสีเขียวต่อสายตามนุษย์เป็นครั้งแรก ดาวดวงดังกล่าวไม่ได้เป็นดาวฤกษ์สีเขียวแบบที่เราเห็นในภาพยนตร์นิยายวิทยาศาสตร์ แต่สีที่แปลกตานี้เกิดจากองค์ประกอบทางเคมีในชั้นบรรยากาศของดาว และอาจเกี่ยวข้องโดยตรงกับการที่มันกลืนกินเศษซากจากดาวเคราะห์ในระบบของตัวเอง

โดยทั่วไป เมื่อเรามองท้องฟ้า เรามักเห็นดาวฤกษ์เป็นสีขาว เหลือง ส้ม หรือแดง สีของดาวส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิพื้นผิว ดาวที่ร้อนมากจะปล่อยแสงในช่วงคลื่นสีน้ำเงินมากกว่า ส่วนดาวที่เย็นลงมักมีสีออกแดงหรือส้ม อย่างไรก็ตาม งานวิจัยล่าสุดชี้ให้เห็นว่า ดาวแคระขาวซึ่งเป็นซากแกนกลางของดาวฤกษ์ที่หมดอายุ อาจมีสีสันหลากหลายกว่าที่เคยคิด ทั้งชมพู ม่วง เหลือง และเขียว

พบดาวฤกษ์สีเขียวดวงแรก หลังกลืนดาวเคราะห์

ดาวที่โดดเด่นที่สุดในการศึกษานี้มีชื่อว่า WD J1330+6435 อยู่ห่างจากโลกประมาณ 284 ปีแสง และมีอุณหภูมิราว 4,000 องศาเซลเซียส นักดาราศาสตร์พบหลักฐานว่าดาวดวงนี้เคยกลืนกินวัสดุหินจากวัตถุที่โคจรรอบมัน วัสดุเหล่านั้นมีแคลเซียม ลิเทียม และโซเดียมเป็นส่วนประกอบสำคัญ เมื่อธาตุเหล่านี้ตกลงสู่ชั้นบรรยากาศที่หนาแน่นของดาว จึงเกิดการดูดกลืนแสงบางช่วงจนทำให้ดาวดูเป็นสีเขียวอมเหลือง หรือสีเขียวชาร์ตรูซ

มาร์ก ฮอลแลนด์ส นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยวอร์วิกในสหราชอาณาจักร ซึ่งเป็นผู้นำการศึกษา อธิบายว่า โซเดียมในชั้นบรรยากาศของดาวแคระขาวดูดกลืนแสงสีส้มเอาไว้ ทำให้แสงสีอื่นที่เหลืออยู่ผสมกันจนเกิดเป็นประกายสีเขียวที่ดูคล้ายแสงจากโลกต่างดาว การค้นพบนี้จึงไม่ได้หมายความว่าดาวมีพื้นผิวสีเขียวเหมือนวัตถุบนโลก แต่เป็นผลจากการทำงานร่วมกันระหว่างอุณหภูมิ ความหนาแน่น และองค์ประกอบทางเคมี

พบดาวฤกษ์สีเขียวดวงแรก หลังกลืนดาวเคราะห์ เกิดขึ้นได้อย่างไร

ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์จะใช้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์ในแกนกลางเป็นเวลาหลายพันล้านปี เมื่อเชื้อเพลิงหมดลง ดาวจะขยายตัวและสลัดชั้นบรรยากาศด้านนอกออก กลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ ส่วนแกนกลางที่เหลือจะยุบตัวอย่างรุนแรงและกลายเป็นดาวแคระขาว ดาวประเภทนี้มีขนาดใกล้เคียงกับโลก แต่มีมวลสูงมาก จึงมีความหนาแน่นมหาศาล

ชั้นบรรยากาศของดาวแคระขาวที่เย็นที่สุดอาจมีความหนาแน่นใกล้เคียงกับน้ำ และหนาแน่นกว่าชั้นบรรยากาศของดวงอาทิตย์หลายล้านเท่า ภายใต้สภาพสุดขั้วนี้ ธาตุต่าง ๆ เช่น คาร์บอน แคลเซียม โซเดียม และลิเทียมจะมีปฏิสัมพันธ์กับพลาสมาฮีเลียมอย่างรุนแรง ปฏิสัมพันธ์ดังกล่าวทำให้ธาตุเหล่านี้ดูดกลืนแสงในช่วงความยาวคลื่นที่กว้างกว่าปกติ จึงเปลี่ยนสีที่มนุษย์มองเห็นจากสีขาวหรือฟ้าไปเป็นสีอื่น

เหตุการณ์ที่ดาวแคระขาวกลืนกินดาวเคราะห์ไม่ได้เกิดขึ้นในช่วงที่ดาวยังมีชีวิตอยู่เท่านั้น หลังดาวฤกษ์เข้าสู่ช่วงสุดท้าย แรงโน้มถ่วงของมันอาจรบกวนวงโคจรของดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย และดาวหางที่เหลืออยู่ วัตถุเหล่านี้อาจถูกดึงเข้าหาดาวแคระขาว แตกสลายจากแรงน้ำขึ้นน้ำลง และกลายเป็นฝุ่นหรือเศษหินที่ตกลงบนดาวในที่สุด

หลักฐานของกระบวนการนี้ปรากฏผ่านลายเซ็นทางเคมีในสเปกตรัมของดาว เมื่อนักดาราศาสตร์แยกแสงจากดาวออกเป็นสีต่าง ๆ พวกเขาจะเห็นเส้นดูดกลืนที่บ่งบอกว่ามีธาตุใดอยู่ในชั้นบรรยากาศ วิธีนี้ทำให้สามารถตรวจสอบเศษซากของดาวเคราะห์ที่ไม่อาจมองเห็นโดยตรง และช่วยให้นักวิจัยศึกษาส่วนประกอบของระบบดาวที่ตายไปแล้วได้

สีของดาวแคระขาวบอกอะไรเรา

ทีมวิจัยไม่ได้มองหาดาวสีเขียวเพียงอย่างเดียว แต่ต้องการศึกษาสีที่แท้จริงของดาวแคระขาวจำนวนมาก เนื่องจากดาวเหล่านี้อยู่ไกลเกินกว่าที่กล้องโทรทรรศน์จะถ่ายภาพสีโดยตรงได้ นักดาราศาสตร์จึงนำสเปกตรัมของดาวมาประมวลผลผ่านแบบจำลองการมองเห็นของมนุษย์ เพื่อคาดการณ์ว่าหากเราเข้าไปยืนใกล้ดาวเหล่านั้น จะมองเห็นเป็นสีอะไร

• ดาวแคระขาวที่มีคาร์บอนสูง มักมีสีชมพูหรือม่วง เนื่องจากคาร์บอนจากแกนกลางถูกนำขึ้นมาบริเวณพื้นผิว
• ดาวที่ดูดกลืนเศษดาวเคราะห์น้อยและดาวหาง มักมีสีออกเหลือง เพราะมีธาตุหนักจากวัตถุหินสะสมในชั้นบรรยากาศ
• ดาวที่มีไฮโดรเจนและฮีเลียมผสมกัน อาจมีสีฟ้าอ่อนหรือฟ้าอมเขียว จากการชนกันของโมเลกุลไฮโดรเจนกับอะตอมฮีเลียม
• ดาว WD J1330+6435 มีสีเขียวชาร์ตรูซตามแบบจำลอง เพราะโซเดียมดูดกลืนแสงสีส้มหลังจากดาวกลืนวัสดุที่มีแคลเซียม ลิเทียม และโซเดียม

นอกจากดาวสีเขียวแล้ว ทีมงานยังพบดาวแคระขาวที่อาจเป็นดาวสีแดงที่สุดเท่าที่เคยบันทึกไว้ ดาวดวงนี้มีชื่อว่า WD J1011+2845 และอยู่ห่างจากโลกเพียงประมาณ 48 ปีแสง ดาวดังกล่าวมีบริเวณพาความร้อนลึก ซึ่งนำคาร์บอนจากแกนกลางขึ้นสู่พื้นผิว และทำให้แสงของดาวเปลี่ยนเป็นสีชมพูแซลมอนเข้ม

ดาวสีเขียวพบได้บ่อยแค่ไหน

นักวิจัยศึกษาดาวแคระขาวจำนวน 151 ดวงที่อยู่ภายในระยะประมาณ 65 ปีแสงจากโลก แต่พบเพียง 5 ดวงเท่านั้นที่มีสีผิดปกติ โดยแบ่งเป็นดาวสีเหลือง 2 ดวง และดาวสีชมพู 3 ดวง ส่วนดาวสีเขียวที่โดดเด่นอาจเป็นตัวอย่างพิเศษที่ช่วยให้เราเข้าใจผลของการกลืนกินดาวเคราะห์ได้ดีขึ้น

จากข้อมูลดังกล่าว นักดาราศาสตร์ประเมินว่า ดาวแคระขาวประมาณ 1 ใน 30 ดวงทั่วเอกภพอาจมีสีที่แตกต่างจากสีขาวทั่วไป แม้สัดส่วนนี้จะไม่สูงมาก แต่เมื่อพิจารณาจากจำนวนดาวแคระขาวมหาศาลในจักรวาล ก็หมายความว่ายังมีดาวสีแปลกตาอีกเป็นจำนวนมากที่รอการค้นพบ อย่างไรก็ตาม หากคำนวณค่าเฉลี่ยของประชากรดาวแคระขาวทั้งหมด สีโดยรวมก็ยังคงเป็นสีขาว

การค้นพบนี้ยังมีความสำคัญต่อการศึกษาดาวเคราะห์นอกระบบ เพราะองค์ประกอบที่พบบนดาวแคระขาวอาจเป็นชิ้นส่วนของดาวเคราะห์ที่เคยมีอยู่มาก่อน นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้ข้อมูลเหล่านี้ย้อนรอยได้ว่าดาวเคราะห์เหล่านั้นมีโครงสร้างอย่างไร มีแร่ธาตุประเภทใด และระบบดาวเคยเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางไหนก่อนดาวฤกษ์จะสิ้นอายุ

ในอนาคต กล้องโทรทรรศน์ที่มีความไวสูงขึ้นอาจช่วยค้นหาดาวแคระขาวสีสันแปลกใหม่ได้มากกว่าเดิม ไม่แน่ว่านักดาราศาสตร์อาจพบดาวที่มีสีม่วงเข้ม สีฟ้าเรืองแสง หรือสีที่มนุษย์ยังไม่เคยสังเกตมาก่อนในธรรมชาติ สำหรับผู้เขียนแล้ว การค้นพบดาวสีเขียวเป็นเครื่องเตือนใจว่าเอกภพยังเต็มไปด้วยปรากฏการณ์ที่ท้าทายความเข้าใจเดิม หากคุณชื่นชอบเรื่องราวอวกาศ ลองติดตามการค้นพบใหม่ ๆ เพราะดาวดวงต่อไปอาจเผยเบาะแสสำคัญเกี่ยวกับชะตากรรมของระบบสุริยะของเราเอง

ที่มา – Astronomers Just Found the First Green Star Ever Discovered—Right After It Swallowed Its Planets