สูตรชะลอวัยของดาวฤกษ์

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ดวงหนึ่ง(ขวาล่าง) ที่โคจรอย่างใกล้ชิดรอบดาวฤกษ์แม่ของมัน(ซ้าย) โดยมีดาวฤกษ์อีกดวงอยู่ไกลออกไป(บนขวา) ดาวฤกษ์ทั้งสองโคจรรอบกันและกันอย่างห่างๆ

     ดาวเคราะห์สามารถบังคับให้ดาวฤกษ์แม่ของพวกมันดูเยาว์วัยขึ้นกว่าอายุจริง เป็นการศึกษาใหม่จากระบบพหุดาวเคราะห์โดยใช้หอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทราของนาซา นี่อาจเป็นหลักฐานที่ดีที่สุดเท่าที่เคยได้ว่าดาวเคราะห์บางส่วนดูจะชะลอกระบวนการชราให้กับดาวฤกษ์แม่ของพวกมันได้

     ในขณะที่เคยพบเห็นคุณสมบัติการชะลอวัยของพฤหัสร้อน(hot Jupiters; ดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์นอกระบบที่โคจรรอบดาวฤกษ์ในระยะพอๆ กับดาวพุธหรือใกล้กว่า) มาก่อน แต่ผลสรุปใหม่นี้เป็นครั้งแรกที่ทำการสืบสวนอย่างเป็นระบบ เป็นการทดสอบที่เน้นปรากฏการณ์ประหลาดนี้ ในทางการแพทย์ คุณต้องการคนไข้จำนวนมากที่ลงทะเบียนในการศึกษาเพื่อให้ทราบว่าผลกระทบเหล่านั้นจริงหรือไม่ หรือเป็นข้อยกเว้น Nikoleta Ilic จากสถาบันไลป์นิซเพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์ พอทชดัม(AIP) ในเจอรมนี ซึ่งนำการศึกษาใหม่นี้ กล่าว ทางดาราศาสตร์ก็มีสิ่งเดียวกันนี้ด้วย และการศึกษานี้ก็ทำให้เราเชื่อมั่นว่าพฤหัสร้อนเหล่านี้ทำให้ดาวแม่ที่พวกมันโคจรรอบๆ ทำตัวอายุน้อยกว่าที่เป็นจริงๆ

     ดาวเคราะห์พฤหัสร้อนดวงหนึ่งอาจส่งผลต่อดาวฤกษ์แม่ได้ผ่านแรงโน้มถ่วง ซึ่งทำให้ดาวฤกษ์หมุนเร็วขึ้นกว่าที่เป็นเมื่อไม่มีดาวเคราะห์อยู่ อัตราการหมุนรอบตัวที่เร็วขึ้นทำให้ดาวฤกษ์แม่มีกิจกรรมเพิ่มขึ้นและสร้างรังสีเอกซ์ได้มากขึ้น เป็นสัญญาณที่โดยทั่วไปมักจะเชื่อมโยงไปกับดาวฤกษ์ที่ยังเยาว์วัย

      เช่นเดียวกับมนุษย์ อย่างไรก็ตาม ก็ยังมีอีกหลายปัจจัยที่สามารถส่งผลต่อความกระชุ่มกระชวยของดาวฤกษ์ได้ ดาวฤกษ์ทั้งหมดจะเริ่มหมุนรอบตัวช้าลงและมีกิจกรรมน้อยลง และมีการปะทุที่น้อยครั้งลงเมื่อพวกมันอายุมากขึ้น เนื่องจากมีความท้าทายที่จะตรวจสอบอายุดาวเกือบทั้งหมดให้ได้อย่างแม่นยำ จึงยากที่นักดาราศาสตร์จะจำแนกว่าดาวสักดวงมีกิจกรรมสูงผิดปกติเพราะได้รับผลจากดาวเคราะห์ในวงโคจรระยะใกล้ หรือไม่ ที่ทำให้มันทำตัวเด็กกว่าที่ควรจะเป็น หรือเป็นเพราะมันยังมีอายุน้อยจริงๆ

      การศึกษาใหม่โดยจันทราซึ่งนำโดย Ilic ได้เข้าถึงปัญหานี้โดยการพิจารณาระบบดาวฤกษ์คู่(binary) ที่ดาวอยู่ห่างจากกันและกัน แต่มีเพียงหนึ่งในสองที่มีพฤหัสร้อนโคจรรอบ นักดาราศาสตร์ทราบว่าก็ไม่ต่างกับมนุษย์ที่เป็นฝาแฝด ดาวในระบบคู่ก็ก่อตัวขึ้นพร้อมกัน ระยะห่างระหว่างดาวที่ไกลเกินกว่าจะส่งผลให้เกิดอิทธิพลต่อกันและกัน หรือที่ดาวเคราะห์พฤหัสร้อนจะส่งผลต่อดาวอีกดวง นี่หมายความว่าพวกเขาสามารถใช้ดาวที่ปราศจากดาวเคราะห์ ในระบบคู่เป็นชุดอ้างอิงควบคุม(control subject)

     Katja Poppenhaeger ผู้เขียนร่วมจาก AIP เช่นกัน กล่าวว่า มันก็แทบจะเหมือนกับการใช้ฝาแฝดในการศึกษาเมื่อแฝดคนหนึ่งอาศัยอยู่ในละแวกที่แตกต่างออกไปโดยสิ้นเชิงซึ่งส่งผลต่อสุขภาพ ด้วยการเปรียบเทียบดาวที่มีดาวเคราะห์ข้างเคียง กับแฝดของมันที่ไม่มีดาวเคราะห์ เราสามารถศึกษาความแตกต่างในพฤติกรรมดาวที่มีอายุเท่ากันได้

ภาพจากกล้องจันทรา แสดงการเปล่งรังสีเอกซ์ จากระบบดาวคู่ที่อยู่ไกลกัน หนึ่งในคู่มีดาวเคราะห์พฤหัสร้อนโคจรรอบ ส่วนอีกดวงที่เหลือไม่มี จะพบว่าดาวฤกษ์ที่มีดาวเคราะห์ยักษ์โคจร เปล่งรังสีเอกซ์สว่างกว่า 

      ทีมใช้ปริมาณรังสีเอกซ์เพื่อตรวจสอบว่าดาวฤกษ์กำลังทำตัวอายุน้อยแค่ไหน พวกเขาค้นหาหลักฐานอิทธิพลดาวเคราะห์ที่มีต่อดาวฤกษ์ โดยการศึกษาระบบสามสิบกว่าแห่งในรังสีเอกซ์(กลุ่มตัวอย่างสุดท้ายประกอบด้วย 10 ระบบที่ใช้จันทราสำรวจ และอีก 6 ระบบที่ใช้ XMM-Newton โดยอีกหลายระบบถูกสำรวจโดยทั้งสองปฏิบัติการ) พวกเขาพบว่าดาวฤกษ์ที่มีพฤหัสร้อน ดูจะสว่างในช่วงรังสีเอกซ์มากกว่า และจึงมีกิจกรรมมากกว่าดาวข้างเคียงของมันที่ปราศจากพฤหัสร้อน

     ในงานศึกษาก่อนหน้านี้มีร่องรอยที่น่าสนใจเป็นอย่างมากบางอย่าง และขณะนี้สุดท้ายเราก็มีหลักฐานทางสถิติว่าดาวเคราะห์บางดวงนั้นส่งผลต่อดาวฤกษ์แม่ของพวกมันจริง และทำให้ดาวฤกษ์แม่ทำตัวกระชุ่มกระชวย Marzieh Hosseini ผู้เขียนร่วมจาก AIP เช่นกัน กล่าว หวังเป็นอย่างยิ่งว่าการศึกษาในอนาคตจะช่วยให้พบระบบลักษณะนี้เพิ่มเติมเพื่อให้เข้าใจผลกระทบนี้ได้ดีขึ้น

     รายงานอธิบายผลสรุปเผยแพร่ในวารสาร Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ฉบับเดือนกรกฎาคม 2022 รายงานฉบับเต็มยังเผยแพร่ใน arXiv.org

แหล่งข่าว phys.org : how planets can be an anti-aging formula for stars