นักวิทย์มองเห็นดาวฤกษ์ดวงอื่น พองเข้าพองออกเป็นครั้งแรก

นักวิทยาศาสตร์สังเกตเห็น ‘พื้นผิว’ ของดาวฤกษ์ดวงอื่นที่ไม่ใช่ดวงอาทิตย์เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ มันพองเข้าพองออกอย่างเดือดดาลและน่าประหลาดใจ

R Doradus เป็นดาวฤกษ์ประเภทยักษ์แดงที่มีปริมาตรมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 5 ล้านเท่า และมีเส้นผ่านศุนย์กลางใหญ่กว่า 350 เท่า โดยรวมแล้วมันคือดาวที่ใหญ่เกินจินตนาการซึ่งห่างจากโลกไปประมาณ 179-180 ปีแสง ทว่ากลับมีสิ่งหนึ่งที่น่าฉงนก็คือมันมีมวลใกล้เคียงกับดาวฤกษ์ของเรา

ซึ่งมีความหมายว่าชั้นนอกของดาวฤกา์จะยึดติดกับเนื้อดาวของมันอย่าง ‘หลวม ๆ’ และพลาสมาร้อน ๆ ก็จะไหลไปมา ตามทฤษฏีแล้วปรากฏการณ์ดังกล่าวจะทำให้ดวงดาว ‘พองเข้าพองออก’ เหมือนกับบับเบิล แต่อย่างไรก็ตามมันไม่เคยถูกสังเกตเห็นจริง ๆ สักครั้ง และนี่เป็นครั้งแรกที่ได้รับการยืนยัน

“นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถแสดงให้เห็นถึงพื้นผิวแบบบับเบิลของดาวฤกษ์จริงได้ในลักษณะนี้” Wouter Vlemmings ศาสตราจารย์จากมหาวิทยาลัยเทคฌนโลยีชาลเมอร์ส สวีเดน กล่าว “เราไม่เคยคิดว่าข้อมูลจะมีคุณภาพสูงขนาดนี้มาก่อน จนเราสามารถมองเห็นรายละเอียดการพาความร้อนบนผิวดาวได้มากมายขนาดนี้”

เซลล์การพาความร้อนเหล่านี้มีขนาดใฆญ่มาก โดยแต่ละเซลล์มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 75 เท่า ความหมายของเซลล์เหล่านี้คือ เมื่อดาวฤกษ์ผลิตพลังงานในแกนกลาง พลาสมาร้อน ๆ จะลอยขึ้นแล้วเย็นตัวตกลงมา (คำว่าเย็นในที่นี้คือมีอุณหภูมิต่ำลง แต่ก็ยังคงร้อนมากอยู่ดี) ทำให้เกิดโครงสร้างที่มองเห็นได้บนพื้นผิว เซลล์เหล่านี้ก็สามารถมองเห็นได้ชัดบนดวงอาทิตย์ด้วยเช่นกัน

“การพาความร้อนทำให้เกิดโครงสร้างเม็ดเล็ก ๆ ที่สวยงามบนพื้นผิวดวงอาทิตย์ของเรา แต่การจะมองเห็นบนดาวดวงอื่นนั้นทำได้ยาก” Theo Khouri ผู้เขียนร่วม กล่าว “แต่ด้วย ALMA ปัจจุบัน ทำให้เราไม่เพียงแต่สามารถมองเห็นเม็ดเล็ก ของการพาความร้อนได้โดยตรง ซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราถึง 75 เท่า เท่านั้น แต่ยังวัดความเร็วของการเคลื่อนที่ได้เป็นครั้งแรกอีกด้วย”

ALMA หรือ Atacama Large Millimeter/submillimeter Array เป็นหอสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ขนาดใหญ่ที่ตั้งอยู่ในทะเลทราย Atacama ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์แยกแยะกระบวนการเหล่านี้ได้อย่างละเอียดมากขึ้น ข้อมูลชี้ให้เห็นว่า เซลล์เคลื่อนที่ด้วยความเร็วราวไม่กี่สิบกิโลเมตร/ชั่วโมง ทว่าก็คงอยู่นานเป็นวัฏจักรเวลา 1 เดือน

ตัวเลขดังกล่าวถือว่าเร็วกว่าที่คาดไว้มากเมื่อเทียบกับการสังเกตบนดวงอาทิตย์ นักวิทยาศสตร์ยังไม่แน่ใจว่าทำไมทั้งคู่จึงไม่เหมือนกัน แต่เชื่อกันว่าน่าจะเป็นเพราะ ‘อายุ’ ของดาวฤกษ์ โดยดาวยักษ์แดงนั้นแก่กว่าดวงอาทิตย์ของเรามากโข

“เรายังไม่ทราบว่าอะไรคือสาเหตุของความแตกต่าง แต่ดูเหมือนว่าการพาความร้อนจะเปลี่ยนไปเมื่อดาวมีอายุมากขึ้นในรูปแบบที่เรายังไม่เข้าใจ” Vlemmings กล่าวเสริม

แน่นอนว่าพวกเขาต้องการสังเกตต่อไปเพื่อให้ได้ข้อมูลมากที่สุดเท่าที่จะทำได้ ข้อมูลเหล่านั้นจะกลายเป็นส่วนหนึ่งในความรู้ด้านวิวัฒนาการของดวงดาว ซึ่งรวมถึงดวงอาทิตย์ด้วยเช่นกันเพราะอีกหลายพันล้านปีข้างหน้า ดาวฤกษ์จะกลายเป็นดาวยักษ์แดงในท้ายที่สุด

“เป็นเรื่องน่าทึ่งมากที่ตอนนี้เราสามารถถ่ายภาพรายละเอียดบนพื้นผิวดวงดาวที่อยู่ห่างไกลได้ด้วยตรง และสังเกตฟิสิกส์ที่ก่อนหน้านี้สามารถเห็นได้เพียงบนดวงอาทิตย์เท่านั้น” Behzad Bojnodi Arbab นักวิจัยระดับบัณฑิตศึกษา กล่าว

ที่มา

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07836-9

https://www.iflscience.com/moving-bubbles-on-the-surface…

https://edition.cnn.com/…/giant-star-bubbles…/index.html

https://www.eso.org/public/news/eso2412/

https://www.sciencealert.com/bubbles-75x-larger-than-our…

Photo: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/W. Vlemmings et al.