ดาวแคระแดงทำลายดิสก์ที่มีฝุ่นมาก

นักดาราศาสตร์ประกาศวันที่ 10 มกราคมว่าพวกเขามีตะกั่วในกรณีของดิสก์ที่หายไป รายงานถูกนำเสนอโดยนักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ UCLA และปริญญาเอก ผู้สมัครปีเตอร์ Plavchan; Michael Jura ที่ปรึกษาของเขา; และ Sarah Lipscy ซึ่งตอนนี้อยู่ที่ Ball Aerospace เพื่อประชุม American Astronomical Society ในซานดิเอโก สารตะกั่วนี้อาจอธิบายถึงหลักฐานที่หายไปของดาวแคระแดงที่ก่อตัวเป็นระบบดาวเคราะห์

หลักฐาน
ดาวแคระแดง (หรือดาวแคระ M) เป็นดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ของเราในหลาย ๆ ด้าน แต่มีขนาดเล็กกว่ามวลน้อยกว่าและจางกว่า ประมาณ 70 เปอร์เซ็นต์ของดาวทั้งหมดในกาแลคซีของเราเป็นดาวแคระแดง

“ เราต้องการที่จะเข้าใจว่าดาวเหล่านี้ก่อตัวเป็นดาวเคราะห์เหมือนดาวดวงอื่น ๆ ในกาแลคซีของเราหรือไม่” Plavchan ผู้เป็นหัวหน้าการสืบสวนวิจัยกล่าว

ประมาณครึ่งหนึ่งของดาวฤกษ์ที่เพิ่งเกิดใหม่ทั้งหมดทราบว่ามีวัสดุในการสร้างดาวเคราะห์ เมื่อเกิดดาววัสดุที่เหลือก่อตัวเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์อ้างถึงว่าเป็นดิสก์ดั้งเดิมรอบดาวฤกษ์ จากดิสก์ดั้งเดิมนี้ประกอบไปด้วยก๊าซและเม็ดเล็ก ๆ ของนักดาราศาสตร์วัตถุแข็งเรียกว่า "ฝุ่น" ดาวเคราะห์สามารถเจริญเติบโตได้ เมื่อ "ดาวเคราะห์ดวง" เหล่านี้เติบโตโดยการเพิ่มวัสดุใกล้เคียงในดิสก์ดั่งเดิมพวกเขาก็ปะทะกัน การชนเหล่านี้บ่อยครั้งและรุนแรงทำให้เกิดฝุ่นมากขึ้นซึ่งก่อตัวเป็นดิสก์เศษใหม่หลังจากดาวฤกษ์มีอายุประมาณ 5 - 10 ล้านปี ในระบบสุริยจักรวาลของเราเองเราเห็นหลักฐานทุกที่ของการปะทะกันรุนแรงที่เกิดขึ้นเมื่อ 4 พันล้านปีก่อน? เช่นหลุมอุกกาบาตบนดวงจันทร์

ดิสก์เศษของ“ ฝุ่น” ที่หลงเหลืออยู่จากการชนโบราณเหล่านี้ในระบบสุริยะของเราเองก็เริ่มหายไปนาน อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบดาวอายุน้อยจำนวนมากในส่วนของกาแลคซีของเราซึ่งยังคงเห็นดิสก์เศษเหล่านี้อยู่ ดาวเหล่านี้ติดอยู่ในการสร้างดาวเคราะห์และเป็นที่สนใจของนักดาราศาสตร์ที่ต้องการทำความเข้าใจว่ากระบวนการนี้ทำงานอย่างไร แม้ว่าจะมีดาวฤกษ์เพียงสองดวงเท่านั้นที่มีดิสก์เศษพบว่าเป็นดาวแคระแดง: AU Microscopium (AU Mic) และ GJ 182 อยู่ 32.4 ปีแสงและประมาณ 85 ปีแสงจากโลกตามลำดับ

แม้ว่าดาวแคระแดงจะถือส่วนใหญ่ในหมู่ดาวประเภทต่าง ๆ ในกาแลคซีของเรา แต่มีเพียงสองดวงเท่านั้นที่พบว่ามีหลักฐานว่ามีเศษดิสก์ ถ้าดาวแคระแดงครึ่งหนึ่งเริ่มต้นด้วยวัสดุเพื่อก่อตัวดาวเคราะห์สิ่งที่เกิดขึ้นกับส่วนที่เหลือของพวกมันคืออะไร วัสดุและฝุ่นรอบดาวเหล่านี้หายไปไหน ปัจจัยต่าง ๆ เช่นอายุขนาดที่เล็กลงและความเบลอของดาวแคระแดงไม่ได้คำนึงถึงดิสก์ที่หายไปทั้งหมด

การสอบสวน
ในเดือนธันวาคม 2545 และเมษายน 2546, Plavchan, Jura และ Lipscy สำรวจดาวแคระแดงใกล้เคียงเก้าดวงด้วย Long Wavelength Spectrometer ซึ่งเป็นกล้องอินฟราเรดบนกล้องโทรทรรศน์ขนาด 10 เมตรที่หอดูดาว Keck บนภูเขาไฟ Mauna Kea รัฐฮาวาย ดาวเก้าดวงเหล่านี้ทั้งหมดอยู่ในระยะ 100 ปีแสงของโลกและคิดว่าอาจมีดิสก์เศษอยู่ อย่างไรก็ตามไม่มีหลักฐานที่แสดงว่ามีฝุ่นอุ่นที่เกิดจากการชนกันของดาวเคราะห์ก่อตัว

ก่อนหน้านี้ได้รับการสนับสนุนจากการตรวจสอบการวิจัยที่เกิดขึ้นด้วยมือเปล่านักวิจัยได้พิจารณาสิ่งที่ทำให้ดาวแคระแดงแตกต่างจากดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าและสว่างกว่าซึ่งพบกับดิสก์เศษเล็กเศษน้อย

“ เราต้องพิจารณาว่าฝุ่นในดาวแคระแดงอายุน้อยเหล่านี้จะถูกกำจัดออกไปได้อย่างไรและมันจะไปที่ไหน” จูราที่ปรึกษาวิทยานิพนธ์ของ Plavchan กล่าว

ในดาวฤกษ์อายุน้อยที่มีมวลมากกว่านี้ A-, F- และ G-types? ส่วนใหญ่ฝุ่นจะถูกกำจัดโดยการลาก Poynting-Robertson การแผ่รังสีและการชน

“ กระบวนการสองอย่างแรกนั้นไม่ได้ผลสำหรับดาวแคระแดงดังนั้นจึงมีอย่างอื่นที่ต้องอธิบายการหายตัวไปของดิสก์เศษเล็กเศษน้อย” Plavchan กล่าว

ภายใต้การลาก Poynting-Robertson เป็นผลมาจากทฤษฏีสัมพัทธภาพพิเศษฝุ่นค่อยๆหมุนวนไปทางดาวจนกระทั่งมันร้อนขึ้นและอ่อนตัวลง

ความเป็นผู้นำใหม่ในกรณีนี้
Plavchan, Jura และ Lipscy ได้ค้นพบว่ามีกระบวนการอื่นที่คล้ายกับการลาก Poynting-Robertson ที่อาจแก้ปัญหากรณีดิสก์แคระแดงที่หายไป: ลากลมเป็นตัวเอก

ดาวอย่างดวงอาทิตย์และดาวแคระแดงของเรามีลมเป็นตัวเอกใช่หรือไม่ โปรตอนและอนุภาคอื่น ๆ ที่ถูกขับเคลื่อนโดยสนามแม่เหล็กในชั้นนอกของดาวฤกษ์เพื่อเร่งความเร็วเกินสองสามร้อยไมล์ต่อวินาทีและถูกขับออกสู่อวกาศ ในระบบสุริยจักรวาลของเราเองลมสุริยะมีหน้าที่สร้างหางดาวหางและสร้าง Aurorae Borealis บนโลก

ลมดาวฤกษ์นี้ยังสามารถสร้างเม็ดฝุ่นรอบดาวฤกษ์ได้อีกด้วย นักดาราศาสตร์รู้มานานแล้วเกี่ยวกับแรงลากนี้ แต่มันสำคัญน้อยกว่าการลาก Poynting-Robertson สำหรับดวงอาทิตย์ของเรา อย่างไรก็ตามดาวแคระแดงสัมผัสกับพายุแม่เหล็กที่แรงขึ้นและมีลมแรงกว่าดาวฤกษ์ ยิ่งไปกว่านั้นข้อมูล X-ray แสดงว่าลมแคระแดงแข็งแกร่งยิ่งขึ้นเมื่อดาวอายุน้อยมากและดาวเคราะห์กำลังก่อตัว

“ แรงลมจากดาวฤกษ์สามารถ“ ลบ” หลักฐานการก่อตัวดาวเคราะห์รอบ ๆ ดาวแคระแดงโดยกำจัดฝุ่นที่เกิดขึ้นจากการชนที่เกิดขึ้น หากไม่มีแรงลมเป็นตัวดึงดิสก์ที่เหลือก็จะยังอยู่ที่นั่นและเราจะสามารถเห็นมันด้วยเทคโนโลยีปัจจุบัน” Plavchan กล่าว

การวิจัยนี้อาจแก้ไขกรณีของดิสก์ที่หายไป แต่จำเป็นต้องมีการทำงานมากขึ้น นักดาราศาสตร์รู้เพียงเล็กน้อยเกี่ยวกับความแข็งแรงของลมดาวฤกษ์รอบดาวฤกษ์อายุน้อยและดาวแคระแดง ในขณะที่การสำรวจดาวแคระแดงต่อไปโดยศูนย์กล้องโทรทรรศน์สปิตเซอร์อินฟราเรดได้สนับสนุนการวิจัยนี้กรณีนี้จะไม่ถูกปิดจนกว่าเราจะสามารถวัดความแข็งแรงของลมดาวฤกษ์รอบดาวแคระแดงวัยเยาว์ได้โดยตรง

การวิจัยนี้ได้ถูกส่งไปยังวารสาร Astrophysical เพื่อการตีพิมพ์และได้รับการสนับสนุนโดยการระดมทุนจากองค์การนาซ่า

แหล่งต้นฉบับ: ข่าว UCLA