ไขปริศนาจักรวาลกับฮับเบิล ตอนที่ 4: ดาวฤกษ์หลายรุ่นในกระจุกดาวทรงกลม

กล้องฮับเบิลได้ส่งข้อมูลใหม่ของกระจุกดาวทรงกลมมวลมหาศาล NGC 2808 แสดงให้เห็นว่าว่าดาวฤกษ์มีพัฒนาการ 3 ช่วงอายุ แทนที่จะมีช่วงอายุในรุ่นเดียวกันหมดตามที่เคยคิดกัน
 
กระจุกดาวทรงกลม มีมากมายอยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก เพราะพวกมันเกิดขึ้นมาตั้งแต่กาแล็กซีของเราเริ่มก่อตัว มันเป็นที่ที่มีดาวฤกษ์มากมายหลายล้านดวงมาอยู่ร่วมกันด้วยแรงโน้มถ่วง
 
นักดาราศาสตร์คิดกันมานานแล้วว่า ในกระจุกดาวทรงกลม น่าจะมีดาวฤกษ์ที่เพิ่งถือกำเนิดในรุ่นเดียวกันทั้งหมด เป็นช่วงเริ่มต้นชีวิตดาวฤกษ์ แล้วต่อจากนั้นจึงค่อยๆ เปลี่ยนแปลงไปตามช่วงเวลา
 
มีข้อมูลใหม่จากโครงการกล้องฮับเบิลของ NASA/ESA ที่แสดงว่าความคิดนั้นดูเป็นธรรมดาเกินไป เพราะจากการศึกษาข้อมูลของกระจุกดาวทรงกลมมวลมหาศาล NGC 2808 มีหลักฐานแสดงว่า แทนที่จะมีเฉพาะดาวฤกษ์อายุน้อยที่เกิดใหม่รุ่นเดียวเท่านั้น แต่มีดวงดาว เกิดขึ้น เกิดแล้ว เกิดอีก จนมีดาวฤกษ์ 3 ช่วงอายุ หรือ 3 รุ่น ที่อยู่ร่วมกันมาตั้งแต่เริ่มเกิดกระจุกดาวนี้
 
เราทุกคนตะลึงกับข้อมูลนี้ เมื่อเราเห็นในตอนแรก และหลายคนร้องว้าว เพราะไม่มีใครคาดคิดว่ามันจะเป็นเช่นนี้ได้ ภาพในความคิดของเราคือ กระจุกดาวทรงกลมเป็นระบบที่ดาวฤกษ์อยู่ร่วมกันแบบธรรมดาๆ
 
ที่ว่าธรรมดาเพราะดาวฤกษ์ทั้งหมดก่อกำเนิดขึ้นในช่วงเวลาเดียวกันจากวัตถุธาตุเดียวกัน มีองค์ประกอบเดียวกัน และดาวฤกษ์แต่ละดวงอยู่ห่างเท่าๆ กัน
 
 
นักดาราศาสตร์ใช้กล้องสำรวจประสิทธิภาพสูงของฮับเบิล วัดความสว่างของดาวฤกษ์ แนวตั้งในภาพ และวัดสีของดาวฤกษ์ ตามที่เห็นนี้ สีฟ้าอยู่ด้านซ้ายและสีแดงอยู่ด้านขวา
 
การตรวจวัดนี้แสดงว่า มีความแตกต่างกัน 3 กลุ่ม กลุ่มที่เป็นรุ่นติดต่อกันจะมีสีฟ้าอ่อนปนอยู่ด้วย
 
สีที่แตกต่างกันนี้ คาดว่าดาวฤกษ์รุ่นที่ต่อกันจะมีองค์ประกอบของธาตุทางเคมีที่แตกต่างกันเล็กน้อย
 
เราไม่รู้ว่ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร แต่อาจเป็นเพราะตอนที่กระจุกดาวเริ่มเกิดขึ้น ดาวฤกษ์ที่เกิดในรุ่นแรกมีการปลดปล่อยวัตถุธาตุออกไปจำนวนมาก
 
แล้วในส่วนนี้ ก็ไปรวมตัวกันเกิดเป็นดาวฤกษ์รุ่นที่ 2 ที่มีองค์ประกอบทางเคมีแตกต่างออกไป
 
คำอธิบายหนึ่งที่น่าจะยอมรับได้ ก็คือ NGC 2808 เป็นกระจุกดาวมวลมหาศาลมากที่สุดแห่งหนึ่งในกาแล็กซี มันจึงสามารถกักเก็บมวลก๊าซไว้ได้ทั้งหมด
 
ที่นักดาราศาสตร์เชื่อกันว่า กระจุกดาวทรงกลมจะมีเฉพาะดาวฤกษ์ช่วงอายุในรุ่นเดียวกันทั้งหมด เพราะว่าพลังงานจากการเกิดดาวฤกษ์หลายๆ ดวง ทำให้เหลือมวลก๊าซที่จะไปก่อเกิดเป็นดาวฤกษ์ใหม่น้อยลง
 
แต่กระจุกดาวมวลมหาศาลอย่าง NGC 2808 มีมวลมากกว่ากระจุกดาวทรงกลมทั่วๆ ไป 2-3 เท่า ทำให้มีแรงโน้มถ่วงมากพอที่จะดึงดูดก๊าซให้อยู่ร่วมกัน
 
แม้ว่านักดาราศาสตร์จะศึกษากระจุกดาวทรงกลมแค่เพียง 2 แห่งที่ดาวฤกษ์มีช่วงอายุแตกต่างกันหลายรุ่น พวกเขาบอกว่า มันอาจเป็นแบบเดียวกันนี้ ในกระจุกดาวมวลมหาศาลอื่นๆ ด้วย
 
ตอนนี้ มีความรู้ใหม่เกี่ยวกับกระจุกดาวที่เปลี่ยนแปลงไปจากความเชื่อเดิม
 
แต่การค้นพบครั้งนี้จะทำให้การศึกษาการอยู่ร่วมกันของดาวฤกษ์ในกระจุกดาวทรงกลม ต้องมีเป้าหมายใหม่
 
จึงมีแผนใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ในชิลี ศึกษาองค์ประกอบทางเคมีของ NGC 2808 อาจได้หลักฐานเพิ่มเติมในการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ที่เกิดในช่วงเวลาแตกต่างกัน และอาจพบว่ามันเกิดแบบนั้นได้อย่างไร
 
ทีมงานก็ยังต้องใช้กล้องฮับเบิล เพื่อค้นหาดาวฤกษ์ที่มีหลายรุ่น ในกระจุกดาวทรงกลมมวลมหาศาลอีกประมาณ 10 แห่ง
 

แปลและเรียบเรียง
อ.สิทธิชัย จันทรศิลปิน