งานวิจัยชิ้นล่าสุดจากมหาวิทยาลัยไรซ์ (Rice University) เผยว่า ดาวพฤหัสบดี (Jupiter) ดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา ไม่ได้เป็นเพียงสมาชิกดวงหนึ่ง แต่มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในการออกแบบโครงสร้างของระบบสุริยะในยุคแรกเริ่ม การเติบโตอย่างรวดเร็วของดาวพฤหัสบดีได้สร้างวงแหวนและ ช่องว่างขึ้นในจานฝุ่นและก๊าซที่โคจรรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นกุญแจสำคัญที่ไขปริศนาที่มีมาอย่างยาวนานว่า เหตุใดอุกกาบาตยุคแรกเริ่มบางชนิดจึงก่อตัวขึ้นหลังวัตถุแข็งชนิดแรกถือกำเนิดไปแล้วนับล้านปี
อุกกาบาตบางชนิดที่เรียกว่า “คอนไดรต์” (Chondrites) เปรียบเสมือน “แคปซูลเวลา” ที่เก็บรักษาข้อมูลจากยุคกำเนิดระบบสุริยะเอาไว้ นักวิทยาศาสตร์ต่างสงสัยมานานว่าเหตุใดอุกกาบาตเหล่านี้ ซึ่งเป็นวัตถุดิบดั้งเดิมของดาวเคราะห์ ถึงก่อตัวขึ้นช้ากว่าวัตถุแข็งรุ่นแรกถึง 2-3 ล้านปี
ทีมวิจัย นำโดย ดร. อังเดร อิซิโดโร (André Izidoro) ได้ใช้แบบจำลองคอมพิวเตอร์ขั้นสูงเพื่อจำลองการเติบโตของดาวพฤหัสบดีในช่วง 4,600 ล้านปีก่อน ผลลัพธ์ที่ได้น่าทึ่งมาก!
แบบจำลองเผยว่า เมื่อดาวพฤหัสบดีเริ่มสะสมมวลและขยายขนาดอย่างรวดเร็ว แรงโน้มถ่วงมหาศาลของมันได้สร้างระลอกคลื่นแผ่ออกไปในจานฝุ่นรอบดวงอาทิตย์ คลื่นเหล่านี้ทำหน้าที่เหมือนลูกระนาดหรือสร้างสภาวะที่เรียกว่า “Cosmic traffic jams”
สภาวะนี้ขัดขวางไม่ให้ฝุ่นและอนุภาคเล็กๆ ถูกดูดเข้าไปในดวงอาทิตย์จนหมด แต่กลับทำให้พวกมันมารวมตัวกันอย่างหนาแน่นในบริเวณวงแหวนที่เกิดขึ้น และในที่สุดก็เกาะกลุ่มกันกลายเป็น “ดาวเคราะห์น้อย” (Planetesimals) ซึ่งเป็นเหมือนเมล็ดพันธุ์ของดาวเคราะห์ที่เราเห็นในปัจจุบัน
ที่น่าสนใจคือ ดาวเคราะห์น้อยที่เกิดในวงแหวนเหล่านี้ถือเป็นวัตถุก่อกำเนิดดาวเคราะห์รุ่นที่สอง ซึ่งช่วงเวลาการก่อตัวของมันสอดคล้องกับช่วงเวลาที่อุกกาบาตคอนไดรต์ถือกำเนิดขึ้นพอดี
งานวิจัยนี้ยังช่วยอธิบายอีกหนึ่งปริศนาสำคัญ นั่นคือเหตุใดดาวเคราะห์ชั้นในอย่าง โลก ดาวศุกร์ และดาวอังคาร จึงยังคงโคจรอยู่ในตำแหน่งปัจจุบัน แทนที่จะค่อยๆ เคลื่อนที่เข้าหาดวงอาทิตย์เหมือนที่พบในระบบดาวเคราะห์อื่น ๆ
คำตอบก็คือ ช่องว่างที่ดาวพฤหัสบดีสร้างขึ้นนั่นเอง ช่องว่างนี้ทำหน้าที่เป็นเหมือนกำแพงธรรมชาติที่ตัดการไหลของก๊าซและฝุ่นจากระบบสุริยะชั้นนอกเข้ามายังชั้นใน ทำให้ดาวเคราะห์หินที่กำลังก่อตัวไม่ถูกผลักให้เคลื่อนที่เข้าหาดวงอาทิตย์ แต่กลับถูกขังให้อยู่ในบริเวณที่เหมาะสม จนก่อกำเนิดเป็นโลกที่เราอาศัยอยู่ได้
“ดาวพฤหัสบดีไม่ได้เป็นเพียงดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุด แต่มันคือผู้กำหนดสถาปัตยกรรมทั้งหมดของระบบสุริยะชั้นใน หากไม่มีมัน โลกในแบบที่เรารู้จักอาจไม่มีอยู่จริง” ดร. อิซิโดโรกล่าว
ข้อค้นพบนี้สอดคล้องกับภาพถ่ายโครงสร้างวงแหวนและช่องว่างอันน่าทึ่งที่นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นในระบบดาวฤกษ์เกิดใหม่ดวงอื่น ๆ ผ่านกล้องโทรทรรศน์วิทยุ ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ในประเทศชิลี ภาพเหล่านั้นคือหลักฐานที่แสดงให้เห็นว่าดาวเคราะห์ยักษ์กำลังก่อตัวและเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมรอบตัวมันเองอยู่จริง
การศึกษาครั้งนี้จึงเป็นการตอกย้ำว่า ระบบสุริยะของเราก็เคยผ่านช่วงเวลาเดียวกันมาก่อน และร่องรอยการเติบโตของดาวพฤหัสบดีในยุคแรกเริ่มนั้นยังคงถูกบันทึกเอาไว้ในอุกกาบาตที่ตกลงมาสู่โลก ให้เราได้ศึกษาเรื่องราวต้นกำเนิดของตนเองจนถึงทุกวันนี้
ข้อมูลอ้างอิง: Rice University
- Jupiter may have reshaped our solar system in dramatic ways
