ระบบสุริยะ“ ปกติ” คืออะไร? หากเราคิดว่าเรามีความคิดบางอย่างในอดีตเราก็ไม่ต้องทำแบบนี้แน่นอน และการศึกษาใหม่ที่นำโดยนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้เสริมความจริงนี้ การศึกษาใหม่พบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์สี่ดวงซึ่งคล้ายกับดาวพฤหัสและดาวเสาร์ของเราเองโคจรรอบดาวฤกษ์อายุน้อยที่เรียกว่า CI Tau และหนึ่งในดาวเคราะห์นั้นมีวงโคจรที่รุนแรงซึ่งมันไกลกว่าดาวฤกษ์มากกว่าหนึ่งพันเท่า
CI Tau อยู่ห่างออกไปประมาณ 500 ปีแสงในส่วนที่มีการเคลื่อนไหวอย่างมากของกาแลคซีที่เรียกว่า“ อนุบาลดวงดาว” ด้วยวัยเพียง 2 ล้านปี CI Tau เป็นเพียงทารกในแง่ที่เป็นตัวเอก ดวงอาทิตย์ของเรามีอายุประมาณ 5 พันล้านปีและมีอีก 5 พันล้านที่จะไปให้หรือรับ ดังนั้น CI Tau ยังเด็กเกินไปที่จะมีดาวก๊าซยักษ์ชนิดที่มันมี หรืออย่างนั้นเราก็คิด
แบบจำลองการก่อตัวของระบบสุริยะที่ดีที่สุดของเราเรียกว่าสมมติฐานของเนบิวลาและมีลักษณะดังนี้: เมฆก๊าซและฝุ่นหมุนวนและเติบโตและเพิ่มความหนาแน่นจนกระทั่งมันยุบตัวกลายเป็นดาวและฟิวชั่น รอบดาวฤกษ์ที่เพิ่งก่อตัวใหม่นี้ส่วนที่เหลือของก๊าซและฝุ่นหมุนวนเป็นดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์ เมื่อเวลาผ่านไปเรื่องนี้จะกระจัดกระจายและก่อตัวเป็นดาวเคราะห์ดวงจันทร์และดาวเคราะห์น้อยดวงอื่นและไม่มีดิสก์ก่อกำเนิดดาวเคราะห์อีกต่อไป นั่นเป็นคำอธิบายสั้น ๆ เกี่ยวกับสิ่งต่าง ๆ ที่เกิดขึ้น
แต่กระบวนการก่อตัวดาวเคราะห์นี้คาดว่าจะใช้เวลานานมากกว่า 2 ล้านปี ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ของเราสามารถก่อตัวได้ภายในเวลาไม่ถึง 1 ล้านปี แต่ดาวเคราะห์ก๊าซใช้เวลาในการก่อตัวระหว่าง 10 ถึง 100 ล้านปีและดาวเคราะห์บนพื้นโลกนั้นใช้เวลานานกว่า
“ ดาวเคราะห์มวลดาวเสาร์ควรก่อตัวขึ้นโดยการสะสมแกนกลางที่เป็นของแข็งก่อนแล้วจึงดึงชั้นของก๊าซขึ้นไปด้านบน แต่กระบวนการเหล่านี้น่าจะช้ามากในระยะทางไกลจากดาวฤกษ์ แบบจำลองส่วนใหญ่จะพยายามสร้างดาวเคราะห์ของมวลนี้ในระยะนี้” - ผู้เขียนหัวหน้าการศึกษาศาสตราจารย์ Cathie Clarke สถาบันดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่ CI Tau เป็นที่จับตามองของนักดาราศาสตร์ ในปี 2559 นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวพฤหัสร้อนแรงโคจรรอบดาวฤกษ์ นี่เองที่ทำให้มันเป็นดาวดวงแรกของวัยหนุ่มสาวที่มียักษ์ก๊าซร้อนเหล่านี้ ดาวพฤหัสร้อนเป็นดาวก๊าซยักษ์ที่มีมวลเท่ากันกับดาวพฤหัสของเราเอง แต่ดาวพฤหัสนั้นโคจรรอบดาวฤกษ์ที่ร้อนแรงมาก ดาวพฤหัสบดีร้อนกำลังทำให้งงเพราะเราไม่เข้าใจว่าพวกเขาสามารถสร้าง 'ในแหล่งกำเนิด' หรือใกล้กับดาวได้อย่างไร นักดาราศาสตร์คิดว่าดาวเคราะห์ประเภทนี้ก่อตัวขึ้นห่างจากดาวฤกษ์และอพยพเข้ามาสิ่งนี้เกิดขึ้นได้ในเวลาเพียง 2 ล้านปี
ในการศึกษาใหม่นี้ทีมนักวิจัยที่นำโดยมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ได้หันกลับมามอง CI Tau อีกครั้ง พวกเขาใช้ Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) เพื่อค้นหาระบบ CI Tau เพื่อหาพี่น้องกับดาวพฤหัสร้อน สิ่งที่พวกเขาพบเพิ่มความลึกลับของระบบ พวกเขาค้นพบดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์อีก 3 ดวงที่โคจรรอบดาวฤกษ์หนึ่งในนั้นโคจรรอบดาวฤกษ์ไกลออกไปหนึ่งพันเท่าจากดาวฤกษ์มากกว่าดาวเคราะห์ดวงในสุดซึ่งเป็นดาวพฤหัสร้อนดังกล่าว ตามที่กล่าวไว้ในเอกสารฉบับนี้คือ“ …กลุ่มดาวเคราะห์นอกระบบที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบได้ในวัยนี้” ดังนั้นทั้งหมดนี้หมายความว่าอย่างไร
“ ในปัจจุบันมันเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าสถาปัตยกรรมดาวเคราะห์ที่รุนแรงที่สุดที่เห็นใน CI Tau นั้นเป็นเรื่องปกติในระบบดาวพฤหัสร้อนหรือไม่…” - ศาสตราจารย์ Cathie Clarke สถาบันดาราศาสตร์มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์
ในตอนนี้เราไม่แน่ใจ ประมาณ 1% ของดาวฤกษ์เป็นดาวพฤหัสร้อน แต่ดาวพฤหัสร้อนที่รู้จักส่วนใหญ่มีอายุมากกว่าดาวฤกษ์ CI Tau หลายร้อยเท่า เท่าที่เราทราบดาวเคราะห์ไม่สามารถก่อตัวก่อนที่ดาวฤกษ์จะเกิดขึ้นนักดาราศาสตร์จะอธิบายได้อย่างไรว่าเกิดอะไรขึ้นในระบบนี้
“ ในปัจจุบันมันเป็นไปไม่ได้ที่จะบอกว่าสถาปัตยกรรมดาวเคราะห์ที่รุนแรงที่สุดที่เห็นใน CI Tau นั้นเป็นเรื่องปกติในระบบดาวพฤหัสบดีร้อนหรือไม่เพราะวิธีการตรวจพบดาวเคราะห์พี่น้องเหล่านี้ - ผ่านผลกระทบต่อแผ่นดาวเคราะห์น้อย - จะไม่ทำงานในระบบเก่า แผ่นดิสก์กำเนิดดาวเคราะห์” ศาสตราจารย์เคธี่คลาร์กจากสถาบันดาราศาสตร์เคมบริดจ์ผู้เขียนคนแรกของการศึกษากล่าว
มีคำถามมากพอที่จะทำให้ทีมนักดาราศาสตร์ยุ่งกับการทำงานทั้งหมด ตามที่นักวิจัยยังไม่ชัดเจนว่ามีบทบาทอะไรถ้ามีดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ในการขับเคลื่อนดาวเคราะห์วงในสุดเข้าสู่วงโคจรที่อยู่ใกล้ที่สุด ยังไม่ชัดเจนว่ากลไกใดที่อาจเล่นในระบบนี้เป็นกลไกเดียวกับที่ทำให้ดาวพฤหัสร้อนโดยทั่วไป และความลึกลับต่อไปก็คือวิธีที่ดาวเคราะห์ทั้งสองก่อตัวขึ้นข้างนอก
“ แบบจำลองการก่อตัวดาวเคราะห์มีแนวโน้มที่จะมุ่งเน้นที่ความสามารถในการสร้างประเภทของดาวเคราะห์ที่ถูกสังเกตเห็นอยู่แล้ว “ ดาวเคราะห์มวลของดาวเสาร์ควรจะก่อตัวขึ้นโดยการสะสมแกนกลางที่เป็นของแข็งก่อนแล้วจึงดึงชั้นของก๊าซด้านบน แต่กระบวนการเหล่านี้น่าจะช้ามากในระยะทางไกลจากดาวฤกษ์ แบบจำลองส่วนใหญ่จะพยายามสร้างดาวเคราะห์ของมวลนี้ในระยะนี้”
แน่นอนว่านี่คือสิ่งที่ทำให้วิทยาศาสตร์มีความน่าสนใจและมีประสิทธิภาพ นักดาราศาสตร์สำรวจบางสิ่งบางอย่างและสร้างแบบจำลองเพื่ออธิบาย จากนั้นพวกเขาเฝ้าสังเกตอยู่ตลอดเวลาและการค้นพบบางอย่างเสริมกำลังแบบจำลองในขณะที่บางคนท้าทายมัน ดังนั้นโมเดลจะยังคงได้รับการอัปเดตอยู่ตลอดเวลาและเป็นตัวอย่างที่สังเกตได้มากขึ้น
นักดาราศาสตร์จะศึกษาระบบนี้ต่อไปเพื่อพยายามไขปริศนาบางอย่าง ALMA ได้ปฏิวัติการศึกษาแผ่นดิสก์กำเนิดดาวเคราะห์และการทำงานในอนาคตจะไม่ต้องสงสัยเลยว่า ALMA จะกลับมาใช้งานอีกครั้ง มันมีพลังในการสร้างดาวเคราะห์ภาพภายในแผ่นดาวเคราะห์ก่อกำเนิดซึ่งสลัวสถานที่ที่มีแสงน้อยซึ่งมองเห็นได้ยาก
เตรียมพร้อมที่จะประหลาดใจกับสิ่งที่ ALMA เห็น อีกครั้ง
- มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์แถลงข่าว:“ ดาวเคราะห์ยักษ์รอบดาวฤกษ์อายุน้อยก่อให้เกิดคำถามว่าดาวเคราะห์ก่อตัวอย่างไร”
- รายงานการวิจัย:“ การถ่ายภาพมิลลิเมตรความละเอียดสูงของดิสก์ CI Tau Protoplanetary: กลุ่มของดาวเคราะห์น้อยจำนวนมากตั้งแต่ 0.1 ถึง 100 au”
- มหาวิทยาลัยไรซ์แถลงข่าว:“ นักดาราศาสตร์ค้นหาดาวเคราะห์ยักษ์รอบดาวอายุน้อยมาก”
- หน้าวิกิพีเดีย: Nebular Hypothesis
