นักดาราศาสตร์จับภาพ "ดาวเคราะห์แรกเกิด" ขณะกำลังก่อตัวได้เป็นครั้งแรก!

นักดาราศาสตร์ได้สร้างความตื่นเต้นครั้งใหญ่ด้วยการจับภาพหลักฐานโดยตรงของดาวเคราะห์ขนาดยักษ์กำลังก่อตัวขึ้นจริง ๆ ในจานดาวฤกษ์แรกเกิดรอบดาวฤกษ์อายุน้อย ซึ่งเป็นการเฝ้าดูการเกิดของดาวเคราะห์ในห้วงเวลาจริง

ดาวเคราะห์แรกเกิดคืออะไร?

ดาวเคราะห์แรกเกิด (protoplanet) คือวัตถุอวกาศที่อยู่ในขั้นตอนการก่อตัวเป็นดาวเคราะห์เต็มตัวภายในจานแก๊สและฝุ่นที่ล้อมรอบดาวฤกษ์อายุน้อยและร้อนจัด ดาวเคราะห์เหล่านี้มีขนาดใหญ่กว่าดาวพฤหัสบดีหลายเท่า และยังคงฝังตัวอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มันถือกำเนิดขึ้นมา โดยกำลังดูดซับสสารจากจานดาวฤกษ์รอบตัวผ่านจานบริวารของมันเอง ซึ่งการศึกษาดาวเคราะห์แรกเกิดนี้จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นกระบวนการที่วุ่นวายของการก่อตัวดาวเคราะห์ตั้งแต่ในยุคเริ่มต้น

ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ นำโดยศูนย์ชีววิทยาอวกาศ (Astrobiology Center) ในญี่ปุ่น ได้ใช้เครื่องมือ MUSE (Multi-Unit Spectroscopic Explorer) บนกล้อง Very Large Telescope ในประเทศชิลี เพื่อตรวจจับหลักฐานของดาวเคราะห์แรกเกิดดวงหนึ่งที่มีชื่อว่า AB Aurigae b

AB Aurigae b คือดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีมวลมากกว่าดาวพฤหัสบดีถึง 4 เท่า และโคจรอยู่ห่างจากดาวฤกษ์แม่ของมันถึง 93 หน่วยดาราศาสตร์ หรือประมาณ 3 เท่าของระยะห่างจากดวงอาทิตย์ถึงดาวเนปจูน การค้นพบที่สำคัญคือ นักดาราศาสตร์ได้ตรวจพบการแผ่รังสีของไฮโดรเจนที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งเป็นสัญญาณว่าดาวเคราะห์ดวงนี้กำลังดูดกลืนแก๊สร้อนที่หมุนวนเข้าหาตัวมันเองอย่างต่อเนื่อง

นักดาราศาสตร์ตรวจพบเส้นสเปกตรัม (emission line) ของไฮโดรเจนอัลฟาจากดาวเคราะห์ดวงนี้ ซึ่งมาจากแก๊สร้อนที่กำลังไหลเข้าสู่ดาวเคราะห์ ทำให้เกิดรูปแบบที่เรียกว่า “inverse P Cygni profile” ซึ่งเป็นสัญญาณบ่งชี้ว่าแก๊สกำลังเคลื่อนที่เข้าหาวัตถุ ไม่ใช่ถูกขับออกไปแบบที่พบในดาวฤกษ์อายุน้อยทั่วไป นับเป็นครั้งแรกที่มีการตรวจพบหลักฐานที่ชัดเจนของการพอกพูนมวล (mass accretion) ในดาวเคราะห์แรกเกิด

ที่น่าสนใจคือ แสงที่ตรวจพบจาก AB Aurigae b มีการเลื่อนไปทางสีน้ำเงินเล็กน้อย (blue shift) ซึ่งแสดงถึงแก๊สที่กำลังเคลื่อนที่เข้าหาเราด้วยความเร็วประมาณ 100 กิโลเมตรต่อวินาที ขณะที่ลักษณะการดูดกลืนแสงมีการเลื่อนไปทางสีแดง (red shift) แสดงถึงสสารที่เคลื่อนที่ออกไปด้วยความเร็วประมาณ 75 กิโลเมตรต่อวินาที การรวมกันนี้ทำให้เกิดรูปแบบ “inverse” ที่เป็นเอกลักษณ์ ซึ่งเป็นเครื่องยืนยันว่าสสารกำลังไหลเข้าสู่ดาวเคราะห์จริงๆ

การค้นพบ AB Aurigae b ยังท้าทายแบบจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์ในปัจจุบัน เนื่องจากมันอยู่ห่างจากดาวฤกษ์แม่มากเกินไปที่จะก่อตัวจากวิธีการพอกพูนแกน (core accretion) ที่เชื่อกันว่าก่อกำเนิดดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ของเราได้ นักดาราศาสตร์จึงสันนิษฐานว่าดาวเคราะห์ดวงนี้อาจก่อตัวขึ้นจากกระบวนการที่เรียกว่า ความไม่เสถียรของจานดาวฤกษ์ (disk instability) ซึ่งเป็นกระบวนการที่บริเวณที่หนาแน่นของจานแก๊สและฝุ่นยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวเองอย่างรวดเร็ว

ดาวเคราะห์ดวงนี้ยังคงฝังตัวอยู่ภายในจานดาวฤกษ์ที่มันถือกำเนิดขึ้น ทำให้เราสามารถสังเกตกระบวนการ “การกินอาหาร” ของมันได้โดยตรง ซึ่งให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญว่าดาวเคราะห์ยักษ์แก๊สเติบโตอย่างไรในระยะแรกของการก่อตัว

การตรวจพบ AB Aurigae b เป็นเพียงจุดเริ่มต้นของยุคใหม่ในการศึกษาการกำเนิดดาวเคราะห์ การสังเกตการณ์ในอนาคตจะช่วยไขปริศนาว่าสสารที่ไหลเข้าสู่ดาวเคราะห์นั้นมาจากไหนบ้าง และสามารถพบหลักฐานที่คล้ายคลึงกันนี้ในระบบดาวฤกษ์อายุน้อยอื่น ๆ ได้หรือไม่

ข้อมูลอ้างอิง: Universe Today