ดาวแคระขาวที่กำลังทำลายระบบดาวเคราะห์ของมันเอง

      การสำรวจครั้งใหม่ได้แสดงว่ามีวัสดุสารทั้งหินและน้ำแข็งตกลงสู่ดาวแคระขาวดวงหนึ่ง บ่งชี้ถึงความปั่นป่วนในระบบดาวเคราะห์นี้

ภาพจากศิลปินแสดงดาวแคระขาวดวงหนึ่งที่กำลังสะสมเศษซากจากวัตถุที่ถูกทำลายในระบบดาวเคราะห์แห่งหนึ่ง

  

    G238-44 เป็นดาวแคระขาวดวงน้อยที่อยู่ห่างออกไป 86 ปีแสง กำลังสะสมมวลสารของวัตถุที่แตกต่างกัน 2 ชนิดไปพร้อมๆ กัน Ted Johnson จากมหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย ลอสแองเจลิส(UCLA) กล่าวในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 240 ในพาซาดีนา คาลิฟอร์เนีย เขากล่าวว่า ไม่เคยสำรวจพบเหตุการณ์เช่นนี้มาก่อน

      วัฎจักรชีวิตของดาวอย่างดวงอาทิตย์ของเรานั้นค่อนข้างตรงไปตรงมา เมื่อดวงอาทิตย์หมดเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในแกนกลางมันจะเริ่มหลอมฮีเลียม กระบวนการเกิดขึ้นดาวจะพองตัวกลายเป็นดาวยักษ์แดง(red giant) ก่อน สถานะดาวยักษ์แดงก็สร้างความปั่นป่วนให้กับระบบดาวเคราะห์ที่เป็นระเบียบเรียบร้อย ดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ๆ ถูกกลืนไป ในขณะที่ก็ก่อกวนวงโคจรของพิภพที่อยู่ไกลออกมา หลังจากดาวยักษ์แดงเป่าเปลือกก๊าซชั้นนอกๆ กลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ ก็จะเหลือซากดาวแคระขาวมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ แต่มีขนาดพอๆ กับโลกทิ้งไว้

      การสำรวจดาวแคระขาวหลายดวงได้แสดงสัญญาณการปนเปื้อนในชั้นบรรยากาศ เมื่อปริมาณของธาตุอื่นๆ ที่หนักกว่าฮีเลียมสูงผิดปกติ บ่งชี้ว่าเมื่อมีการชนรบกวนวงโคจรของวัตถุที่คล้ายดาวเคราะห์น้อยในระบบรอบดาวแคระขาว เศษซากหินเหล่านั้นก็จะตกหล่นบนดาวแคระขาว แล้ว G238-44 มีอะไรที่ประหลาดออกไป กล่าวว่า องค์ประกอบเคมีที่ปนเปื้อนตามที่ FUSE(Far Ultraviolet Spectroscopic Explorer), กล้องเคกในฮาวาย และกล้องฮับเบิลได้ตรวจสอบ ปริมาณของธาตุหนัก 10 ชนิด(คาร์บอน, ไนโตรเจน, ออกซิเจน, มักนีเซียม, อลูมินัม, ซิลิกอน, ฟอสฟอรัส, กำมะถัน, คัลเซียม และเหล็ก) ธาตุบางส่วนก็พบได้มากในดาวเคราะห์หินและดาวเคราะห์น้อย แต่อีกส่วนก็พบได้ทั่วไปในพิภพน้ำแข็งและดาวหาง แต่ไม่เคยพบวัตถุในระบบสุริยะชนิดใดที่มีทั้งสองส่วนเลย

      Johnson บอกว่าคำอธิบายที่ดีที่สุดก็คือ วัตถุสารที่ตกลงสู่ดาวแคระขาว สองส่วนเป็นเศษซากที่เป็นวัตถุหิน และอีกส่วนเป็นวัตถุที่คล้ายวัตถุในแถบไคเปอร์(Kuiper Belt objects) ที่ชายขอบของระบบสุริยะ การค้นพบนี้บอกว่าระบบดาวเคราะห์ของดาวดวงนี้ต้องเจอกับความวุ่นวายยุ่งเหยิงของวงโคจรอย่างรุนแรงมาก ซึ่งน่าจะเหวี่ยงวัตถุน้ำแข็งที่อยู่ห่างไกลเข้ามาในระบบส่วนใน

ไดอะแกรมแสดงว่าระบบดาวเคราะห์ของ G238-44 กำลังเปลี่ยนแปลงอย่างไร เมื่อดาวแคระขาวค่อยๆ ดึงวัสดุสารเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของมัน ดาวเคราะห์น้อยที่เหลืออยู่ก่อตัวเป็นกระแสวัสดุสารบางๆ รอบดาวแคระขาว ดาวเคราะห์ก๊าซขนาดใหญ่ยังคงปรากฏอยู่ในระบบ และไกลออกไปเป็นแถบวัตถุน้ำแข็งที่คล้ายกับดาวหาง

     Dennis Bodewis จากมหาวิทยาลัยออเบิร์น ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้ ให้ความสนใจกับผลสรุปนี้ กล่าวว่า นี่เป็นหนทางเดียวที่จะศึกษาองค์ประกอบภายในของวัตถุขนาดเล็กในระบบสุริยะแห่งอื่นๆ มันจึงเจ๋งมากๆ อย่างไรก็ตาม ผมไม่ชอบคำตอบที่ซับซ้อน บางทีการสำรวจอาจจะอธิบายได้โดยวัตถุก้อนเดียวเลย ซึ่งมีทั้งโลหะ, หิน และน้ำแข็ง อย่างดาวเคราะห์แคระเซเรส(Ceres)

     นอกจากนี้ Nick Cowan จากมหาวิทยาลัยแมกกิลล์ ซึ่งสงสัยว่าวัตถุเหล่านั้นอาจจะเป็นซุปเปอร์เอิร์ธ(super-Earth) ที่อุดมไปด้วยน้ำ หรือเป็นมินิเนปจูนที่เป็นก๊าซ ดาวเคราะห์ทั้งสองชนิดไม่พบในระบบสุริยะของเราแต่พบได้ทั่วไปในเอกภพ แต่ Johnson บอกว่าไม่สอดคล้องกับปริมาณของเหล็ก, ออกซิเจน, คาร์บอน และไนโตรเจนในวัตถุก้อนเดียว

      ยิ่งกว่านั้น Ben Zuckerman สมาชิกทีมจากยูซีแอลเอ เช่นกัน อธิบายว่า ปริมาณของสารปนเปื้อนน้อยเกินกว่าจะมาจากดาวเคราะห์ดวงเดียว มวลรวมของปริมาณธาตุหนักที่ตรวจสอบได้นั้นไม่ถึงหนึ่งมวลโลก และการขาดแคลนการแผ่รังสีอินฟราเรดรอบๆ ดาวแคระขาวก็บ่งชี้ว่า มีวัสดุสารล้อมรอบดาวแคระขาวไม่มาก ด้วยดาวแคระขาวเพียงดวงเดียวที่แสดงปริมาณ(ธาตุ) ที่ประหลาด ก็ยังยากที่จะได้ข้อสรุปแน่ชัด การสำรวจในอนาคตอาจจะให้กรณีศึกษาอื่นเพิ่มเติม Bodewis กล่าวว่า นี่เป็นการค้นพบที่น่าสนใจ แต่ผมก็หวังว่าจะยังมีให้เห็นเพิ่มอีก การศึกษาดาวแคระขาวเหล่านี้ หวังว่าจะให้ความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับระบบดาวเคราะห์ที่ยังคงสภาพที่ดี

แหล่งข่าว skyandtelescope.com : a strange white dwarf with a chaotic past    
                iflscience.com : a dying star is taking its whole star system with it
                space.com : Hubble Space Telescope catches dead star in the act of cosmic cannibalism