การปะทุครั้งใหญ่จากดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์อายุน้อย

ภาพจากศิลปินแสดง EK Draconis ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์อายุน้อย ปลดปล่อยการผลักมวลในชั้นโคโรนา(coronal mass ejection) ขนาดใหญ่ออกมาหาดาวเคราะห์อายุน้อย

    เฉกเช่นเดียวกับมังกรในตำนาน ดาวฤกษ์ EK Draconis เองก็พ่นก๊าซร้อนแรงออกมา นี่เป็นครั้งแรกที่มีการสำรวจพบการปะทุเส้นใยก๊าซขนาดใหญ่มากจากดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์

     เนื่องจาก EK Draconis มีความคล้ายกับดวงอาทิตย์ในแง่ของขนาดและมวล แต่มีอายุน้อยกว่า นี่อาจจะบ่งชี้ว่าดวงอาทิตย์เองก็เคยพ่นก๊าซรุนแรงลักษณะเดียวกันเมื่อนานมาแล้ว ก๊าซร้อนแรงจำนวนมากจากดวงอาทิตย์น่าจะทำให้ดาวเคราะห์พบกับสภาพแวดล้อมที่ทารุณ ซึ่งรวมถึงโลกในวัยเยาว์ที่เพิ่งมีสิ่งมีชีวิตเริ่มอุบัติขึ้น

     ทีมวิจัยที่นำโดย Kosuke Namekata และ Hiroyuki Maehara จากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น(NAOJ) ได้จับตาดู EK Draconis ดาวฤกษ์ชนิดเดียวกับดวงอาทิตย์(ดาวฤกษ์แคระเหลือง สเปคตรัมชนิด G-ผู้แปล) อายุน้อยราว 50 ถึง 125 ล้านปี อยู่ห่างออกไป 111 ปีแสงในกลุ่มดาวมังกร(Draco) ด้วยการใช้ดาวเทียมและกล้องโทรทรรศน์หลายแห่ง ซึ่งรวมถึง TESS และ กล้องโทรทรรศน์เซเมขนาด 3.8 เมตรทางตะวันตกของญี่ปุ่น

การลุกจ้าดวงอาทิตย์(Solar flare) เป็นการปลดปล่อยพลังงานแม่เหล็ก ซึ่งมักจะมีการผลักก้อนก๊าซร้อนจัดที่แตกตัวเป็นประจุ(plasma) ออกมาสู่อวกาศ ซึ่งเรียกว่าการผลักมวลในชั้นโคโรนา(coronal mass ejection) 

     งานก่อนหน้านี้ได้พบว่า EK Draconis มักจะเกิดการลุกจ้า(flares) ซึ่งบอกว่านักดาราศาสตร์ที่จับตาดูมัน อาจจะโชคดีถ้าจะตามล่าการลุกจ้า ทีมสำรวจดาว 32 คืนตั้งแต่เดือนมกราคมจนถึงเมษายน 2020 และในวันที่ 5 เมษายน 2020 ก็พบการลุกจ้าครั้งใหญ่-ซุปเปอร์แฟลร์(superflare) จากดาวฤกษ์นี้ นี่เป็นการสำรวจสเปคตรัมช่วงตาเห็นครั้งแรกที่พบซุปเปอร์แฟลร์จากดาวฤกษ์ที่คล้ายดวงอาทิตย์ ที่พ่วงมากับซุปเปอร์แฟลร์ในอีก 30 นาทีต่อมา ทีมยังพบหลักฐานการปะทุเส้นใยก๊าซร้อนแตกตัวมีประจุหรือพลาสมา(plasma) ขนาดใหญ่มากสายหนึ่ง ซึ่งดูคล้ายกับเป็นการผลักมวลในชั้นโคโรนา(coronal mass ejection; CMEs) และนี่ก็เป็นครั้งแรกอีกเช่นกันที่พบในดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ เส้นใยพลาสมามีขนาดใหญ่ มวลสูงเป็นสิบเท่าของ CMEs ที่ใหญ่ที่สุดจากดวงอาทิตย์ และมีความเร็วสูงถึง 500 กิโลเมตรต่อวินาที

     Yuta Notsu ผู้เขียนร่วมการศึกษา นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยโคโลราโด โบลเดอร์ บอกว่า ทีมทำได้แค่จับสถานะเริ่มต้นของ CME(เป็นการปะทุเส้นใย; filament eruption phase) ดังนั้นจึงยังไม่แน่ชัดว่ามันจะตกกลับสู่ดาวฤกษ์ หรือถูกผลักออกสู่อวกาศ การวิจัยในอนาคตน่าจะต้องใช้กล้องโทรทรรศน์เพื่อสำรวจสถานะต่อมาของ CME รอบๆ ดาวฤกษ์อื่นด้วย

     เมื่อ CMEs จากดวงอาทิตย์ชนกับโลก สามารถเผาดาวเทียมในวงโคจรและเกิดการรบกวนครั้งรุนแรงที่เรียกว่า พายุสุริยะ(geomagnetic storm) ที่สามารถสร้างหายนะให้กับเส้นไฟฟ้า ยกตัวอย่างเช่น ในปี 1989 CME เหตุการณ์หนึ่งได้ทำให้มณฑลควิเบคของคานาดาไฟดับในเวลาไม่กี่วินาทีและเกือบจะทำให้ไฟฟ้าในสหรัฐฯ ตั้งแต่แอตแลนติกกลางจนถึงแปซิฟิกตะวันตกเฉียงเหนือดับ Notsu กล่าวว่า การผลักมวลในชั้นโคโรนาส่งผลอย่างรุนแรงต่อโลกและสังคมมนุษย์

การลุกจ้าของดวงอาทิตย์ในวันที่ 20 มกราคม 2022(ด้านขวาสุด) พบ CMEs ตามมาอีก 2 ครั้ง

     ถ้าสมมุติว่า EK Draconis เป็นตัวอย่างทั่วไปของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์เมื่ออายุน้อย เส้นใยขนาดใหญ่มากก็อาจจะพบได้ทั่วไปรอบดาวฤกษ์อายุน้อย เส้นใยความเร็วสูงที่ร้อนที่หลั่งไหลออกจากดวงอาทิตย์อายุน้อยน่าจะส่งผลอย่างร้ายแรงต่อสภาพแวดล้อมของโลกและดาวเคราะห์อื่น เราต้องคำนึงถึงปรากฏการณ์เหล่านี้เมื่อคิดถึงกำเนิดของสิ่งมีชีวิตบนโลกและการค้นหาชีวิตบนดาวเคราะห์อื่น

     ถ้าดวงอาทิตย์ปล่อยการปะทุลักษณะนี้ออกมา มันก็น่าจะฉีกชั้นบรรยากาศของโลกออกไป และทำให้ดาวเคราะห์ของเราปลอดเชื้อเป็นบริเวณกว้าง

     Notsu บอกว่าซุปเปอร์แฟลร์ของดาวฤกษ์อายุมากอย่างดวงอาทิตย์นั้นดูเหมือนจะพบได้ยาก แต่ข้อมูลจากวงปีต้นไม้และแหล่งอื่นๆ ได้บอกว่า ดวงอาทิตย์อาจจะเคยสร้างซุปเปอร์แฟลร์มาชนโลกหลายครั้งในช่วงหนึ่งหมื่นปีที่ผ่านมา การถกเถียงถึงความเป็นไปได้และผลกระทบของซุปเปอร์แฟลร์และซุปเปอร์ CMEs ในประชาคมวิทยาศาสตร์เป็นเรื่องสำคัญ เขากล่าว ผลสรุปเผยแพร่ใน Nature Astronomy วันที่ 9 ธันวาคม 2021

แหล่งข่าว naoj.jp : fiery dragon’s breath may scorch young planets    
                space.com : astronomers spy record-breaking eruption on young sunlike star
                sciencealert.com : gigantic eruption from “Dragon” star is a dire warning about the Sun