กำเนิดพิภพยักษ์

 

ภาพใหม่ที่เพิ่งเผยแพร่จากหอสังเกตการณ์ทางใต้ของยุโรป(ESO) ได้ให้เงื่อนงำว่าดาวเคราะห์ขนาดใหญ่อย่างดาวพฤหัสฯ ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) และเครือข่ายมิลลิเมตร/เสี้ยวมิลลิเมตรขนาดใหญ่อะตาคามา(ALMA) นักวิจัยได้ตรวจพบกลุ่มฝุ่นขนาดใหญ่หลายก้อน อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์อายุน้อยดวงหนึ่ง ซึ่งน่าจะยุบตัวกลายเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ได้

การค้นพบนี้เป็นที่น่าจดจำเมื่อเป็นครั้งแรกที่มีการตรวจจับกลุ่มฝุ่นรอบดาวอายุน้อยซึ่งมีศักยภาพพัฒนาเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ได้ Alice Zurlo นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยดีเอโก ปอร์ตาเลส ในชิลี กล่าว งานวิจัยเผยแพร่การค้นพบใน Astrophysical Journal Letters

งานนี้มาจากภาพที่ได้จาก SPHERE บน VLT ซึ่งเผยรายละเอียดในวัสดุสารที่พบรอบดาวฤกษ์ V960 Mon ดาวอายุน้อยดวงนี้อยู่ห่างออกไป 5000 ปีแสงในกลุ่มดาวยูนิคอร์น(Monoceros) และดึงดูดความสนใจของนักดาราศาสตร์ทันทีเมื่อมันสว่างขึ้นอย่างฉับพลันมากกว่า 20 เท่าในปี 2014 การสำรวจโดย SPHERE ทำในเวลาไม่นานหลังจากที่มีการปะทุความสว่างขึ้นมา ได้เผยให้เห็นวัสดุสารที่โคจรรอบ V960 Mon กำลังเกาะกุมเข้าด้วยกันเป็นแขนกังหันชุดหนึ่งที่แผ่ที่แผ่ออกไปไกลกว่าขนาดของระบบสุริยะของเร

ซ้าย-ารสำรวจโดย SPHERE แสดงโครงสร้างกังหันชุดหนึ่งที่พบรอบดาวฤกษ์อายุน้อย V960 Mon ขวา-การสำรวจโดย ALMA ซึ่งเจาะลึกลงไปในโครงสร้างกังหันเผยให้เห็นกลุ่มก้อนฝุ่นขนาดใหญ่มวลหลายเท่าโลก

การค้นพบนี้จึงเป็นแรงบันดาลใจให้กับนักดาราศาสตร์ในเวลาต่อมา ในการวิเคราะห์การสำรวจระบบแห่งนี้ในคลังของ ALMA การสำรวจของ VLT ในช่วงตาเห็นและอินฟราเรดใกล้ตรวจสอบได้แค่เพียงผิวๆ ของวัสดุสารฝุ่นรอบดาวฤกษ์ ในขณะที่การสำรวจในช่วงคลื่นวิทยุจาก ALMA สามารถเจาะลงลึกสู่โครงสร้าง ด้วย ALMA ก็ปรากฏว่าแขนกังหันกำลังแตกออกเป็นชิ้น(fragmentation) เป็นผลให้เกิดการก่อตัวของกลุ่มก้อนฝุ่นที่มีมวลระดับหลายเท่ามวลโลก Zurlo กล่าว

นักดาราศาสตร์เชื่อว่าดาวเคราะห์ยักษ์ก่อตัวขึ้นได้สองทาง จากการสะสมแกนกลาง(core accretion) เมื่อเม็ดฝุ่นเกาะเข้าด้วยกันเป็นวิธีเดียวกับที่ดาวเคราะห์หินอย่างโลกก่อตัวขึ้น หรือจาก ความไร้เสถียรภาพทางแรงโน้มถ่วง(gravitational instability) เมื่อวัสดุสารกลุ่มใหญ่ที่พบรอบดาวมีความหนาแน่นสูงกว่ารอบๆ ได้ยุบตัวลงก่อตัวดาวเคราะห์ ในขณะที่นักวิจัยเคยพบหลักฐานการก่อตัวแบบแรกมาก่อน แต่ก็ยังขาดแคลนข้อสนับสนุนการก่อตัวแบบหลัง

ไม่มีใครเคยได้สำรวจพบความไร้เสถียรภาพทางแรงโน้มถ่วงเกิดขึ้นจริงในระดับดาวเคราะห์มาก่อนจนถึงตอนนี้ Philipp Weber นักวิจัยที่มหาวิทยาลัย ซานดีอาโก ชิลี ซึ่งนำทีมศึกษา กล่าว Sebastian Perez สมาชิกทีมจากสถาบันเดียวกัน กล่าวว่า กลุ่มของเราได้สำรวจหาสัญญาณว่าดาวเคราะห์ก่อตัวได้อย่างไรมาสิบกว่าปีแล้ว และบอกได้เลยว่าเราสะพรึงกับการค้นพบใหม่ที่ไม่น่าเชื่อนี้

งานศึกษาในอนาคตจากกล้องโทรทรรศน์รุ่นปัจจุบันและรุ่นใหม่ จะเสาะหาเพื่อศึกษาดาวฤกษ์อายุน้อยที่เกิดการปะทุแสงลักษณะคล้ายๆ กันนี้ โดยหวังว่าจะได้พบหลักฐานเพิ่มเติมจากการแตกเป็นชิ้นของดิสก์และความไร้เสถียรภาพทางแรงโน้มถ่วงในการก่อตัวดาวเคราะห์

แหล่งข่าว phys.org : new image reveals secrets of planet birth

                sciencealert.com : ethereal new image reveals the birth of giant Jupiter-like worlds

                iflscience.com : possible birth of gas giant planets seen in extraordinary new space photo