กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์มีการตรวจพบผลึกควอทซ์เล็ก ๆ ที่คล้ายกันเป็นครั้งแรกในระบบดาวเคราะห์อายุน้อย ดังนั้นสิ่งที่เกิดขึ้นในดิสก์ดาวเคราะห์เหล่านี้เพื่อสร้างวัสดุประเภทนี้ ผลการวิจัยชี้ให้เห็นว่าคลื่นกระแทกจากการหมุนของแก๊สและฝุ่นมีหน้าที่สร้างสิ่งต่าง ๆ ของดาวเคราะห์ทั่วทั้งจักรวาล “ สปิตเซอร์ทำให้เรามีความคิดที่ดีขึ้นเกี่ยวกับวิธีการผลิตวัตถุดิบของดาวเคราะห์ในยุคแรก ๆ ” วิลเลียมฟอร์เรสต์แห่งมหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์นิวยอร์กกล่าว“ จากการศึกษาระบบดาวอื่น ๆ เหล่านี้เราสามารถเรียนรู้เกี่ยวกับจุดเริ่มต้น ดาวเคราะห์ 4.6 พันล้านปีก่อน” นักดาราศาสตร์สามารถบอกล่วงหน้าถึงอนาคตได้หรือไม่? (ผมล้อเล่น)
ดาวเคราะห์เกิดจากดิสก์ฝุ่นและก๊าซหมุนวนเหมือนแพนเค้กซึ่งล้อมรอบดาวฤกษ์อายุน้อย พวกมันเริ่มเป็นเพียงเม็ดฝุ่นที่ว่ายอยู่ในดิสก์ก๊าซและฝุ่นละอองก่อนที่จะรวมตัวกันเพื่อก่อตัวดาวเคราะห์ที่เต็มเปี่ยม ในช่วงเริ่มต้นของการพัฒนาดาวเคราะห์ฝุ่นละอองจะตกผลึกและเกาะติดกันขณะที่ดิสก์เองเริ่มตกลงและแบน สิ่งนี้เกิดขึ้นในช่วงล้านปีแรกของชีวิตดาวฤกษ์
เมื่อฟอเรสต์และเพื่อนร่วมงานของเขาใช้สปิตเซอร์เพื่อตรวจสอบดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์อายุน้อยห้าดวงห่างออกไปประมาณ 400 ปีแสงพวกมันตรวจพบลายเซ็นของผลึกซิลิกา ซิลิกาทำจากซิลิคอนและออกซิเจนเท่านั้นและเป็นส่วนผสมหลักในแก้ว เมื่อละลายและตกผลึกมันสามารถทำให้ผลึกควอตซ์หกเหลี่ยมขนาดใหญ่มักจะขายเป็นโทเค็นลึกลับ เมื่อถูกความร้อนจนถึงอุณหภูมิที่สูงขึ้นมันก็สามารถก่อตัวเป็นผลึกขนาดเล็กเช่นเดียวกับที่พบได้ทั่วไปรอบภูเขาไฟ
มันเป็นผลึกซิลิกาที่มีอุณหภูมิสูงโดยเฉพาะอย่างยิ่งคริสโตบาไลต์และไตรไทม์ซึ่งทีมของฟอร์เรสต์พบในดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์อื่นเป็นครั้งแรก “ Cristobalite และ tridymite นั้นเป็นผลึกรูปแบบอุณหภูมิสูง” ซาร์เจนท์กล่าว “ ถ้าคุณให้ความร้อนผลึกควอทซ์คุณจะได้สารประกอบเหล่านี้”
ในความเป็นจริงผลึกต้องการอุณหภูมิสูงถึง 1,220 เคลวิน (ประมาณ 1,740 องศาฟาเรนไฮต์) ในการก่อตัว แต่ดิสก์ที่ก่อตัวดาวเคราะห์ดวงใหม่นั้นมีขนาดเพียงประมาณ 100 ถึง 1,000 เคลวิน (ประมาณลบ 280 องศาฟาเรนไฮต์ถึง 1,340 ฟาเรนไฮต์) - เย็นเกินกว่าจะสร้างผลึกได้ เนื่องจากผลึกต้องการความร้อนตามมาด้วยการทำให้เย็นลงอย่างรวดเร็วนักดาราศาสตร์จึงตั้งทฤษฎีว่าคลื่นกระแทกอาจเป็นสาเหตุได้
คลื่นความสั่นสะเทือนหรือคลื่นความดันเหนือเสียงนั้นถูกสร้างขึ้นในดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์เมื่อเมฆก๊าซหมุนวนรอบ ๆ ด้วยความเร็วสูงชนกัน นักทฤษฎีบางคนคิดว่าคลื่นกระแทกอาจมาพร้อมกับการก่อตัวของดาวเคราะห์ยักษ์
ดังนั้นนักดาราศาสตร์อาจจะสามารถทำนายชนิดของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะที่กำลังก่อตัวใหม่นี้ได้!
การค้นพบนี้สอดคล้องกับหลักฐานท้องถิ่นจากระบบสุริยะของเรา ก้อนกรวดทรงกลมที่เรียกว่า chondrules ซึ่งพบในอุกกาบาตโบราณที่ตกลงสู่พื้นโลกก็คิดว่าถูกตกผลึกด้วยคลื่นกระแทกในดิสก์ก่อตัวดาวเคราะห์อายุน้อยของระบบสุริยะของเรา นอกจากนี้ภารกิจสตาร์ดัสของนาซ่ายังพบแร่ธาตุ tridymite ในดาวหาง Wild 2
Ben Sargent นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาของ Forrest และ University of Rochester เป็นผู้นำการวิจัยซึ่งจะตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal
ที่มา: Caltech
