ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับฝุ่นรอบ ๆ ดาวแคระขาว GD 362 เครดิตภาพ: ราศีเมถุนคลิกเพื่อขยาย
นักดาราศาสตร์ได้เห็นเศษฝุ่นรอบ ๆ ดาวฤกษ์ที่ตายแล้วโดยที่แรงโน้มถ่วงและการแผ่รังสีน่าจะกำจัดสัญญาณฝุ่นออกไปนานแล้ว? การค้นพบที่อาจให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการตายในที่สุดของระบบสุริยะของเราเองหลายพันล้านปีนับจากนี้
ผลลัพธ์จะขึ้นอยู่กับการสังเกตการณ์ในช่วงกลางอินฟราเรดที่สร้างขึ้นด้วยกล้องโทรทรรศน์เฟรดเดอริกซีกิลเล็ตต์ (Gemini North) ขนาด 8 เมตรบน Mauna Kea ของฮาวาย การสำรวจของราศีเมถุนเผยให้เห็นฝุ่นจำนวนมากที่น่าประหลาดใจที่โคจรรอบดาวถ่านโบราณที่ชื่อ GD 362
“ นี่ไม่ใช่เรื่องง่ายที่จะอธิบาย” Eric Becklin นักดาราศาสตร์จาก UCLA และผู้ตรวจสอบหลักสำหรับการสำรวจในราศีเมถุนกล่าว “ การคาดเดาที่ดีที่สุดของเราคือสิ่งที่คล้ายกับดาวเคราะห์น้อยหรืออาจเป็นดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ที่ตายไปนานนี้กำลังถูกบดขยี้และบดเป็นก้อนเพื่อเลี้ยงดาวด้วยฝุ่น การขนานกับจุดจบสุดท้ายของระบบสุริยะของเราเองนั้นกำลังหนาวสั่น”
“ ตอนนี้เรามีหน้าต่างสู่อนาคตของระบบดาวเคราะห์ของเรา” เบนจามินซัคเกอร์แมนศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์จาก UCLA กล่าวว่าเป็นสมาชิกของสถาบัน Astro ของนาซ่าและผู้เขียนร่วมบนกระดาษที่ใช้ในราศีเมถุนกล่าว “ บางทีอาจเป็นครั้งแรกที่เราได้เห็นว่าระบบดาวเคราะห์อย่างเราอาจมีพฤติกรรมหลายพันล้านปีนับจากนี้”
“ เหตุผลที่ทำให้สิ่งนี้น่าสนใจมากคือดาวแคระขาวดวงนี้มีโลหะมากที่สุดในชั้นบรรยากาศของดาวแคระขาวที่รู้จัก” Zuckerman กล่าวเสริม “ ดาวแคระขาวนี้มีแคลเซียมแมกนีเซียมและเหล็กสูงเท่ากับดวงอาทิตย์ของเราเองและคุณคาดว่าจะไม่มีองค์ประกอบที่หนักกว่านี้ นี่คือความประหลาดใจที่สมบูรณ์ ในขณะที่เราก้าวไปข้างหน้าอย่างมีนัยสำคัญความลึกลับที่สำคัญยังคงอยู่”
ทีมวิจัยประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์จาก UCLA, Carnegie Institution และ Gemini Observatory ผลลัพธ์จะถูกกำหนดเวลาสำหรับการตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal ที่กำลังจะมาถึง ผลลัพธ์จะได้รับการเผยแพร่พร้อมกับการสังเกตการณ์อินฟราเรดใกล้ที่สมบูรณ์โดยทีมมหาวิทยาลัยเท็กซัสนำโดย Mukremin Kilic ที่ศูนย์กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดของ NASA บน Mauna Kea
“ เราได้รับการยืนยันโดยปราศจากข้อสงสัยว่าฝุ่นไม่เคยหลับ!” เด็ด Inseok Song ของ Gemini Oblogatory ผู้ร่วมเขียนบทความ “ ฝุ่นนี้น่าจะมีอยู่เป็นเวลาหลายร้อยปีก่อนที่มันจะถูกพัดเข้าสู่ดาวฤกษ์ด้วยแรงโน้มถ่วงและถูกระเหยด้วยอุณหภูมิสูงในชั้นบรรยากาศของดาว มีบางสิ่งที่ทำให้ดาวดวงนี้เก็บฝุ่นไว้อย่างดีเพื่อให้เราตรวจจับได้นานหลังจากการตายของดาวฤกษ์”
“ มีเพียงไม่กี่สถานการณ์ที่มีค่าที่สามารถอธิบายฝุ่นรอบดาวฤกษ์โบราณแบบนี้ได้” Michael Jura ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ UCLA ซึ่งเป็นผู้นำในการจำลองสภาพแวดล้อมฝุ่นรอบดาวฤกษ์กล่าว “ เราประเมินว่า GD 362 นั้นเย็นลงมานานถึงห้าพันล้านปีแล้วนับตั้งแต่ที่ความตายของดาวเริ่มต้นขึ้นและในเวลานั้นฝุ่นละอองก็ควรจะถูกกำจัดอย่างสิ้นเชิง”
Jura เปรียบเสมือนดิสก์กับวงแหวนที่คุ้นเคยของดาวเสาร์และคิดว่าฝุ่นรอบ ๆ GD 362 อาจเป็นผลมาจากการทำลายล้างแรงโน้มถ่วงที่ค่อนข้างใหญ่เมื่อเร็ว ๆ นี้ของ“ ร่างร่างกายใหญ่” ที่เข้าใกล้ดาวฤกษ์ที่ตายแล้วมากเกินไป
GD 362 เป็นดาวแคระขาว มันแสดงถึงการสิ้นสุดของวิวัฒนาการดาวฤกษ์สำหรับดาวอย่างดวงอาทิตย์และดาวมวลสูงกว่าเช่นต้นกำเนิดของดาวนี้ซึ่งมีมวลดั้งเดิมประมาณเจ็ดเท่าของดวงอาทิตย์ หลังจากผ่านปฏิกิริยานิวเคลียร์มานานหลายล้านปีแกนกลางของ GD 362 หมดเชื้อเพลิงและไม่สามารถสร้างความร้อนได้มากพอที่จะถ่วงสมดุลแรงโน้มถ่วงภายใน หลังจากช่วงเวลาสั้น ๆ ของความไม่เสถียรและการสูญเสียมวลดวงดาวก็ยุบตัวลงในศพที่ร้อนแรง ซากศพกำลังเย็นลงอย่างช้าๆเป็นเวลาหลายพันล้านปีเนื่องจากถ่านที่ตายแล้วทำให้การเดินทางช้าลงสู่การถูกลืม
ตามอัตราการทำความเย็นนักดาราศาสตร์ประเมินว่าระหว่างสองพันถึงห้าพันล้านปีที่ผ่านมานับตั้งแต่การเสียชีวิตของ GD 362
“ กรอบเวลาอันยาวนานนี้จะอธิบายได้ว่าทำไมไม่มีสัญญาณของเปลือกก๊าซเรืองแสงที่เรียกว่าเนบิวลาดาวเคราะห์จากการขับสารออกไปเมื่อดาวฤกษ์ตายลง” สมาชิกในทีมและนักดาราศาสตร์เจมินีเจฟาริฮิกล่าว
ในช่วงที่ความร้อนลดลงของโมเลกุลเทอร์โมนิวเคลียร์ GD 362 ได้สูญเสียมวลไปเป็นระยะเวลานานนับตั้งแต่มวลของดวงอาทิตย์ถึงเจ็ดเท่าของเงาดวงอาทิตย์มวลดวงอาทิตย์ดวงเดียวของตัวมันเอง
แม้ว่าดาวแคระขาวทั้งหมดประมาณหนึ่งในสี่จะมีธาตุที่ประกอบด้วยธาตุมากกว่าไฮโดรเจนในชั้นบรรยากาศ แต่ดาวแคระขาวอื่น ๆ เท่านั้นที่รู้ว่ามีฝุ่น ดาวแคระขาวที่มีฝุ่นตัวอื่นที่ได้รับการแต่งตั้งให้เป็น G29-38 นั้นมีความหนาแน่นของฝุ่นน้อยกว่า GD 362 ประมาณ 100 เท่า
การสำรวจของราศีเมถุนนั้นทำขึ้นด้วยสเปคโตกราฟอินฟราเรดระดับปานกลางของ MICHELLE บนกล้องโทรทรรศน์ของราศีเมถุนนอร์ทในเมานาเคอารัฐฮาวาย
“ ข้อมูลเหล่านี้เป็นปรากฏการณ์” Alycia Weinberger จากสถาบันคาร์เนกี้กล่าว “ การได้เห็นดาวดวงนี้ช่างน่าตื่นเต้นมาก! เราสามารถค้นหาเศษของระบบดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์นี้ได้เพียงเพราะความไวอย่างมากของราศีเมถุนในช่วงกลางอินฟราเรด โดยปกติคุณจะต้องมียานอวกาศทำสิ่งนี้ได้ดี”
การสังเกตการณ์กลางอินฟราเรดของราศีเมถุนนั้นมีความโดดเด่นในความสามารถในการยืนยันคุณสมบัติของฝุ่นที่มีต่อ“ อินฟราเรดส่วนเกิน” รอบ ๆ GD 362 สิ่งอำนวยความสะดวกกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดเสริมใกล้การสังเกตอินฟราเรดและกระดาษโดยทีมมหาวิทยาลัยเท็กซัส สภาพแวดล้อมรอบดาว
นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเท็กซัสและผู้ร่วมเขียน Ted von Hippel อธิบายว่าการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรด (IRTF) ช่วยเติมเต็มผลลัพธ์ของราศีเมถุนได้อย่างไร:“ สเปกตรัม IRTF ออกกฎความเป็นไปได้ที่ดาวนี้อาจเป็นดาวแคระน้ำตาล , '” ฟอนฮิพเพลกล่าว “ การรวมกันของชุดข้อมูลสองชุดนั้นเป็นกรณีที่น่าเชื่อถือสำหรับดิสก์ฝุ่นรอบ ๆ GD 362”
แหล่งต้นฉบับ: ข่าว UCLA
