วัตถุฝุ่นที่บังดาว

ภาพจากศิลปินแสดงวัตถุมืดปริศนาที่ปล่อยฝุ่นออกมาปิดกั้น TIC 400799224

      ดาวเทียม TESS ซึ่งส่งออกสู่อวกาศในปี 2018 โดยมีเป้าหมายเพื่อค้นหาดาวเคราะห์ขนาดเล็กรอบดาวเพื่อนบ้านที่อยู่ไม่ไกลจากดวงอาทิตย์ โดยรวมแล้ว TESS ได้ยืนยันดาวเคราะห์นอกระบบ 172 ดวง และทำบัญชีรายชื่อว่าที่ดาวเคราะห์นอกระบบอีก 4703 ดวง กล้องที่ไวของมันถ่ายภาพพื้นที่สำรวจขนาดใหญ่มากกว่าสองเท่าพื้นที่ของกลุ่มดาวนายพราน(Orion) และ TESS ก็ยังได้รวบรวมบัญชี TESS Input Catalog(TIC) อีกกว่าพันล้านแห่ง การศึกษาติดตามผลวัตถุ TIC ได้พบว่าเป็นผลจากการหดพองของดาว(stellar pulsations), คลื่นกระแทกจากซุปเปอร์โนวา, ดาวเคราะห์ที่กำลังแตกสลาย, ระบบดาวคู่ที่เกิดเลนส์ความโน้มถ่วงในตัว, ระบบไตรดาราที่เกิดคราส, การบังดาวโดยดิสก์ และอื่นๆ

     Karen Collins นักดาราศาสตร์จากศูนย์ฮาร์วาร์ดสมิธโซเนียนเพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์เป็นสมาชิกทีมขนาดใหญ่ที่พบวัตถุปริศนา TIC 400799224 พวกเขาใช้ปัญญาประดิษฐ์เพื่อกลั่นกรองข้อมูล ซึ่งเคยได้พบดาวเคราะห์และวัตถุที่กำลังแตกสลายและสร้างฝุ่นออกมา แต่แหล่ง TIC 400799224 ที่ไม่ปกติถูกพบโดยบังเอิญเนื่องจาก ความสว่างที่หรี่ลงอย่างรวดเร็ว เกือบ 25% ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง ตามมาด้วยการแปรความสว่างอย่างรุนแรงอีกสามครั้งซึ่งเหลื่อมซ้อนกัน ซึ่งแต่ละครั้งอาจเกิดจากคราส(eclipse)

     นักดาราศาสตร์ศึกษา TIC 400799224 ด้วยเครื่องมือหลายชนิดรวมถึงบางส่วนที่ทำแผนที่ท้องฟ้ามานานกว่า TESS พวกเขาพบว่าวัตถุนี้อาจจะเป็นระบบดาวคู่ และหนึ่งในนั้นก็แปรความสว่างด้วยคาบ 19.77 วัน ซึ่งอาจเกิดจากวัตถุที่โคจรรอบซึ่งปล่อยเมฆฝุ่นออกมาบังดาวอย่างเป็นคาบเวลา แต่แม้ว่าสภาพความเป็นคาบเวลาจะเที่ยงตรงมาก แต่การบังจากฝุ่นก็มีความประหลาดทั้งรูปร่าง, ความลึกของการบัง และระยะเวลา และตรวจจับได้(อย่างน้อยจากภาคพื้นดิน) ยาวนานประมาณหนึ่งในสามของคาบดังกล่าว ซึ่งบ่งบอกว่ามีบางสิ่งที่ซับซ้อนอย่างมากเกิดในระบบแห่งนี้

กราฟแสงของ TIC 400799224 จาก TESS(บน) ล่าง-ขยายกราฟช่วงวัน 1575-1578 จะเห็นรายละเอียดความลึกที่ไม่สมมาตร, มีความลึกหลายระดับ 

      แต่ยังคงไม่แน่ชัดว่าวัตถุปริศนานี้โคจรรอบดาวฤกษ์ดวงไหนในสองดวง ซึ่งยิ่งเพิ่มความน่าฉงนให้กับการค้นพบ เมื่อการหรี่แสงเดิมที่ 25% นั้นเป็นเพียงการหรี่แสงโดยรวมของระบบคู่ที่ TIC 400799224 ทำได้ ขึ้นอยู่กับว่าดาวดวงใดในสองดวงนี้เป็นต้นสังกัดที่แท้จริงของมัน ถ้าดาวแม่ของมันเป็นดวงที่สว่างกว่าในคู่ การหรี่น่าจะเกิดราว 37% หรือถ้าเป็นดวงที่สลัวกว่า อาจจะบังแสงถึง 75% นักวิจัยอธิบายไว้ใน Astronomical Journal  

     วัตถุของวัตถุที่โคจรเองก็ยังเป็นปริศนาเนื่องจากปริมาณของฝุ่นที่ปล่อยออกมาจำนวนมากมาย ถ้ามันถูกสร้างจากการแตกสลายของวัตถุอย่างดาวเคราะห์น้อยเซเรส(Ceres) ในระบบสุริยะของเรา มันก็น่าจะอยู่ได้เพียง 8 พันปีก่อนที่จะหายไป แถลงการณ์จากศูนย์ฮาร์วาร์ดสมิธโซเนียนเพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์ อธิบาย แต่ที่น่าสนใจก็คือ ตลอด 6 ปีที่สำรวจวัตถุนี้ สภาพความเป็นคาบเวลายังคงเที่ยงตรงสูง และวัตถุที่ปล่อยฝุ่นออกมา ก็ดูเหมือนจะยังคงเกาะเป็นก้อนกันดี    

     หลังจากคำนวณตัวเลขออกมา นักวิจัยก็พบทางเลือกสามสามอย่าง พวกเขาบอกว่าข้อมูลสอดคล้องดีที่สุด ถ้าหนึ่งในดาวนั้นเป็นดาวก่อนวิถีหลัก(pre-main sequence) ซึ่งหมายความว่า ดาวกำลังรวบรวมมวลจากชั้นฝุ่นและก๊าซที่ล้อมรอบมันอยู่ ซึ่งมักจะอยู่ในรูปของดิสก์ฝุ่นก๊าซรอบดาวฤกษ์ ทีมยังพิจารณาคำอธิบายที่เป็นไปได้ 3 อย่างสำหรับฝุ่นประหลาดในการศึกษาว่า 1. เป็นการแตกสลายของวัตถุเมื่อมันเปลี่ยนสภาพโดยตรงจากของแข็งไปเป็นก๊าซ(หรือการระเหิด) 2. เป็นการชนกับวัตถุขนาดย่อมๆ ดวงหนึ่งที่สร้างเมฆฝุ่นออกมาเป็นครั้งเป็นคราว และ 3. ฝุ่นที่ถูกเลี้ยงต้อน(shepherding) โดยดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่ฝังตัวอยู่ในดิสก์ดาวฤกษ์

ภาพช่วงตาเห็น/อินฟราเรดใกล้แสดงท้องฟ้ารอบๆ TIC 400799224(ระบุด้วยกากบาท) ซึ่งแท้จริงแล้วเป็นดาวฤกษ์คู่หนึ่ง นักดาราศาสตร์สรุปว่าการแปรแสงปริศนาที่เป็นคาบเวลาของวัตถุนี้เกิดขึ้นจากวัตถุในวงโคจรรอบดาวฤกษ์ดวงใดดวงหนึ่งในคู่ ปล่อยเมฆฝุ่นบังดาวออกมาเป็นคาบเวลา

     อย่างไรก็ตาม ทีมสรุปว่าคำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุดคงเป็นข้อสอง เมื่อวัตถุที่คล้ายดาวเคราะห์บางส่วนกำลังชนกันรอบๆ ดาวฤกษ์ และส่งฝุ่นจำนวนมากออกมาทุกๆ ครั้งที่ชน นี่อาจจะช่วยอธิบายสภาพเป็นคาบเวลาของเมฆฝุ่นและยังมีการเปลี่ยนแปลงความลึกการบังได้ด้วย

     ในอดีต มีการค้นพบคล้ายๆ กันซึ่งสุดท้ายก็เกิดขึ้นจากดาวเคราะห์ที่ถูกทำลาย แต่ทีมบอกว่าข้อมูลนี้แตกต่างมากพอที่ไม่น่าจะเกิดกับสิ่งที่เราได้เห็นตอนนี้ คุณสมบัติรายละเอียดของมันแตกต่างพอสมควรกับวัตถุอื่น ทีมเขียนไว้ซึ่งบอกว่า TIC 400799224 อาจจะเป็นชนิดใหม่ ทีมวางแผนจะจับตาดูวัตถุนี้อย่างต่อเนื่อง และข่าวดีก็คือ มันสว่างมากพอที่จะสามารถทำการสำรวจได้เองด้วยกล้องดูดาวหลังบ้าน หวังเป็นอย่างยิ่งว่าในอนาคตอันใกล้ เราจะทราบว่าเกิดอะไรขึ้นกับ TIC 400799224 ได้มากขึ้น

แหล่งข่าว phys.org : astronomers find mysterious dusty object orbiting a star
                iflscience.com : an unknown object is emitting immense dust clouds that erratically obscure a star
                sciencealert.com : astronomers have detected a mysterious, dusty object erratically dimming its star