นักดาราศาสตร์ค้นพบความจริงครั้งสำคัญเกี่ยวกับวิวัฒนาการของระบบดาวเคราะห์ในจักรวาล โดยการศึกษาล่าสุดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ชี้ให้เห็นว่า การก่อตัวของดาวเคราะห์ โดยเฉพาะดาวเคราะห์แก๊สยักษ์นั้นเป็น “การแข่งขันกับเวลา” อย่างแท้จริง เนื่องจากจานดาวเคราะห์ก่อนเกิด ซึ่งเป็นแหล่งมวลสารวัตถุดิบแก๊สและฝุ่นรอบดาวฤกษ์อายุน้อย จะถูกพัดพาให้สูญหายไปในอวกาศอย่างรวดเร็วผ่านกลไกทางฟิสิกส์หลายรูปแบบ ส่งผลให้ดาวเคราะห์มีเวลาจำกัดมากในการสั่งสมมวลสารและสร้างชั้นบรรยากาศหนาแน่นก่อนที่แก๊สทั้งหมดจะหมดไป
การวิจัยในครั้งนี้นำโดย นามัน บาจาจ นักศึกษาระดับปริญญาโทจากมหาวิทยาลัยแอริโซนา ร่วมกับทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ โดยทำการสังเกตการณ์จานดาวเคราะห์ก่อนเกิดรอบดาวฤกษ์อายุน้อยคล้ายดวงอาทิตย์จำนวน 72 ระบบ ผ่านการอุปกรณ์วัดอินฟราเรดช่วงกลาง (Mid-Infrared Instrument: MIRI) บนกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ผลการวิเคราะห์เผยให้เห็นกระบวนการสูญเสียแก๊สของจานดาวเคราะห์ก่อนเกิดที่เปลี่ยนไปตามช่วงอายุของระบบดาว ซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจวัดกลไกการขับไล่แก๊สหลายรูปแบบพร้อมกันผ่านการสังเกตการณ์ไฮโดรเจนโมเลกุลและนีออนไอออนได้อย่างชัดเจน
ในระบบดาวอายุน้อยที่สุด แก๊สมวลสารส่วนใหญ่ยังคงพุ่งดิ่งลงสู่ดาวฤกษ์ศูนย์กลางอย่างต่อเนื่อง กระบวนการนี้เร่งให้เกิดสนามแม่เหล็กอันทรงพลังที่ยิงพ่นกระแสแก๊สออกไปเป็นลำความเร็วสูง และลมหมุนวนรูปกรวยกว้าง ซึ่งช่วยพัดพาทั้งมวลสารและโมเมนตัมเชิงมุม ออกจากจานดาวเคราะห์ แต่เมื่อระบบเริ่มมีอายุมากขึ้น อัตราการมวลสารตกสู่ดาวฤกษ์จะลดลง ลำแก๊สแม่เหล็กจึงเริ่มอ่อนกำลังลง และเปิดโอกาสให้รังสีอัลตราไวโอเลตกับรังสีเอกซ์จากดาวฤกษ์ส่องทะลุผ่านจานแก๊สที่เจือจางลง แผ่ความร้อนเข้าสู่แก๊สจนเกิดแรงดันดันให้แก๊สลอยหลุดออกจากระบบไปในที่สุด ซึ่งเรียกว่ากระบวนการระเหยด้วยแสง
ข้อมูลอันทรงคุณค่าจากกล้องเจมส์ เวบบ์ แสดงให้เห็นว่า ดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ เช่น ดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ หากต้องการก่อตัวขึ้นให้สำเร็จ จะต้องเร่งดึงดูดมวลสารรอบข้างเข้ามาให้ได้มากที่สุดภายในระยะเวลาเพียงไม่กี่ล้านปีแรกเท่านั้น ก่อนที่กลไกการพัดพาแก๊สของดาวฤกษ์จะขจัดวัตถุดิบทั้งหมดไป การค้นพบครั้งนี้นอกจากจะเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับประวัติศาสตร์การถือกำเนิดของระบบสุริยะของเราแล้ว ยังเป็นรากฐานสำคัญในการอธิบายความหลากหลายของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่ค้นพบในปัจจุบันได้อย่างลึกซึ้งยิ่งขึ้น
- แหล่งอ้างอิง: University of Arizona
Planet formation is a ‘race against time,’ according to new U of A research
About Author
