การค้นพบดาวเคราะห์ที่หมุนวนเข้าสู่ดาวฤกษ์อาจบอกถึงชะตากรรมสุดท้ายของโลกได้

นับเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ระบุดาวเคราะห์ดวงหนึ่งที่กำลังหมุนวนไปสู่การชนอย่างหายนะกับดวงอาทิตย์ที่มีอายุมากของมัน ซึ่งอาจทำให้มองเห็นได้ว่าโลกจะจบลงอย่างไรในวันหนึ่ง

ในการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อวันจันทร์ ทีมนักวิจัยที่มีฐานในสหรัฐฯ ส่วนใหญ่กล่าวว่า พวกเขาหวังว่าดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอย่าง Kepler-1658b จะช่วยให้กระจ่างว่าโลกตายอย่างไรเมื่อดาวของพวกมันมีอายุมากขึ้น

Kepler-1658b ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 2,600 ปีแสง ได้ชื่อว่าเป็นดาวเคราะห์ “ดาวพฤหัสร้อน”

แม้จะมีขนาดใกล้เคียงกับดาวพฤหัสบดี แต่ดาวเคราะห์ดวงนี้โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของมันเป็นระยะทาง 8 ของระยะห่างระหว่างดวงอาทิตย์และดาวพุธ ทำให้มันร้อนกว่าดาวก๊าซยักษ์ในระบบสุริยะของเรามาก

วงโคจรของ Kepler-1658b รอบดาวฤกษ์แม่ของมันใช้เวลาน้อยกว่าสามวัน และมันสั้นลงเรื่อยๆ ประมาณ 131 มิลลิวินาทีต่อปี ตามการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน The Astrophysical Journal Letters

“ถ้ามันยังคงวนเข้าหาดาวฤกษ์ในอัตราที่สังเกตได้ ดาวเคราะห์จะชนกับดาวฤกษ์ของมันในอีกไม่ถึงสามล้านปี” Shreyas Vispragada, postdoc จาก Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics และผู้เขียนหลักของการศึกษากล่าว

“นี่เป็นครั้งแรกที่เราสังเกตเห็นหลักฐานโดยตรงเกี่ยวกับดาวเคราะห์ที่โคจรเข้าหาดาวที่วิวัฒนาการแล้ว” เขาบอกกับเอเอฟพี

ดาวที่วิวัฒนาการได้เข้าสู่ช่วง “ยักษ์ย่อย” ของวงจรชีวิตของดาวฤกษ์ เมื่อมันเริ่มขยายตัวและสว่างขึ้น

วงโคจรของ Kepler-1658b ถูกกระแสน้ำทำให้สั้นลง ในลักษณะเดียวกับการที่มหาสมุทรของโลกขึ้นและลงทุกวัน

การผลักและดึงด้วยแรงโน้มถ่วงนี้สามารถทำงานได้ทั้งสองทาง เช่น ดวงจันทร์หมุนวนออกจากโลกอย่างช้าๆ

‘สุดยอด Adios’ ของโลก?

โลกจะมุ่งสู่หายนะที่คล้ายกันได้หรือไม่?

“ความตายโดยดวงดาวเป็นชะตากรรมที่รอโลกหลายใบอยู่ และอาจเป็นจุดจบของโลกในอีกหลายพันล้านปีนับจากนี้เมื่อดวงอาทิตย์ของเรามีอายุมากขึ้น” ศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ระบุในถ้อยแถลง

วิสปราการาดากล่าวว่า “ในอีกห้าพันล้านปีข้างหน้า ดวงอาทิตย์จะพัฒนากลายเป็นดาวยักษ์แดง”

ในขณะที่กระบวนการที่ขับเคลื่อนด้วยกระแสน้ำที่เห็นบน Kepler-1658b “จะผลักดันการสลายตัวของวงโคจรของโลกเข้าหาดวงอาทิตย์” ผลกระทบดังกล่าวอาจถูกถ่วงดุลโดยดวงอาทิตย์ที่สูญเสียมวล เขากล่าว

“ชะตากรรมสุดท้ายของโลกค่อนข้างไม่ชัดเจน” เขากล่าวเสริม

Kepler-1658b เป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Kepler สังเกตเห็นได้ ซึ่งเปิดตัวในปี 2009 อย่างไรก็ตาม มันใช้เวลาเกือบทศวรรษในการทำงานก่อนที่การมีอยู่ของดาวเคราะห์จะได้รับการยืนยันในปี 2019 ศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์กล่าว

กว่า 13 ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตการเปลี่ยนแปลงวงโคจรของดาวเคราะห์อย่างช้าๆ แต่มั่นคงขณะที่มันเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์แม่ของมัน

“ความประหลาดใจครั้งใหญ่” อย่างหนึ่งคือดาวเคราะห์ดวงนี้ค่อนข้างสว่าง วิสปรากาดากล่าว

ก่อนหน้านี้เคยคิดว่าเป็นเพราะมันเป็นดาวเคราะห์ที่สะท้อนแสงเป็นพิเศษ เขากล่าว

แต่ตอนนี้ นักวิจัยเชื่อว่าตัวดาวเคราะห์เองนั้นร้อนกว่าที่คาดไว้มาก อาจเป็นเพราะแรงเดียวกันที่ขับเคลื่อนมันไปยังดาวฤกษ์ของมัน

พบดาวเคราะห์ต่างดาวหมุนวนสู่หายนะรอบดาวอายุมาก

นับเป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์พบดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงหนึ่งซึ่งวงโคจรกำลังสลายไปรอบๆ ดาวฤกษ์ที่วิวัฒนาการแล้วหรือเก่ากว่านั้น โลกที่ประสบภัยดูเหมือนจะถูกกำหนดให้หมุนวนเข้าใกล้ดาวฤกษ์ที่สุกเต็มที่มากขึ้นเรื่อย ๆ จนกระทั่งเกิดการชนกันและการทำลายล้างในที่สุด’

การค้นพบนี้นำเสนอข้อมูลเชิงลึกใหม่ ๆ เกี่ยวกับกระบวนการที่ยืดเยื้อยาวนานของการสลายตัวของวงโคจรของดาวเคราะห์ โดยให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับระบบในช่วงท้ายของวิวัฒนาการนี้เป็นครั้งแรก

Death-by-star เป็นชะตากรรมที่รอโลกหลายใบอยู่ และอาจเป็นจุดจบของโลกในอีกหลายพันล้านปีนับจากนี้เมื่อดวงอาทิตย์ของเรามีอายุมากขึ้น

“ก่อนหน้านี้เราตรวจพบหลักฐานว่าดาวเคราะห์นอกระบบโคจรพุ่งเข้าหาดาวฤกษ์ของพวกมัน แต่เราไม่เคยเห็นดาวเคราะห์ดังกล่าวรอบดาวที่วิวัฒนาการมาก่อน” Shreyas Vispragada, 51 Pegasi b Fellow at the Center for Astrophysics | กล่าว Harvard & Smithsonian และผู้เขียนนำของการศึกษาใหม่ที่อธิบายผลลัพธ์ “ทฤษฎีคาดการณ์ว่าดาวที่วิวัฒนาการแล้วมีประสิทธิภาพมากในการดูดซับพลังงานจากวงโคจรของดาวเคราะห์ และตอนนี้เราสามารถทดสอบทฤษฎีเหล่านั้นได้ด้วยการสังเกตการณ์”

ผลการวิจัยได้รับการตีพิมพ์ในวันจันทร์ที่ The Astrophysical Journal Letters

ดาวเคราะห์นอกระบบดวงนี้มีชื่อว่า Kepler-1658b ตามชื่อที่ระบุ นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวเคราะห์นอกระบบด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ ซึ่งเป็นภารกิจบุกเบิกการล่าดาวเคราะห์ที่เปิดตัวในปี 2552 น่าแปลกที่โลกเป็นดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะดวงแรกที่เคปเลอร์เคยสังเกตเห็น อย่างไรก็ตาม ต้องใช้เวลาเกือบทศวรรษในการยืนยันการมีอยู่ของดาวเคราะห์ ซึ่งขณะนั้นวัตถุดังกล่าวเข้าสู่แคตตาล็อกของเคปเลอร์อย่างเป็นทางการในฐานะรายการที่ 1658

Kepler-1658b เป็นสิ่งที่เรียกว่าดาวพฤหัสบดีร้อน ซึ่งเป็นชื่อเล่นที่เรียกดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มีมวลและขนาดของดาวพฤหัสบดีเท่ากัน แต่อยู่ในวงโคจรใกล้ดาวฤกษ์บริวารมากแบบแผดเผา สำหรับ Kepler-1658b ระยะทางนั้นเป็นเพียงหนึ่งในแปดของช่องว่างระหว่างดวงอาทิตย์ของเรากับดาวพุธที่โคจรรอบโลกแคบที่สุด สำหรับดาวพฤหัสร้อนและดาวเคราะห์อื่นๆ เช่น Kepler-1658b ซึ่งอยู่ใกล้ดาวฤกษ์ของพวกมันมากอยู่แล้ว การสลายตัวของวงโคจรดูเหมือนจะถึงจุดสิ้นสุดของการทำลายล้างอย่างแน่นอน

การวัดการสลายตัวของวงโคจรของดาวเคราะห์นอกระบบได้ท้าทายนักวิจัยเนื่องจากกระบวนการนี้ช้าและค่อยเป็นค่อยไป ในกรณีของ Kepler-1658b จากการศึกษาครั้งใหม่นี้ คาบการโคจรของมันกำลังลดลงในอัตราขั้นต่ำประมาณ 131 มิลลิวินาที (หนึ่งในพันของวินาที) ต่อปี โดยที่วงโคจรที่สั้นลงบ่งชี้ว่าดาวเคราะห์ได้เคลื่อนเข้าใกล้ดาวฤกษ์ของมันมากขึ้น

การตรวจจับการลดลงนี้ต้องใช้การสังเกตอย่างรอบคอบเป็นเวลาหลายปี นาฬิกาเริ่มต้นด้วยเคปเลอร์ จากนั้นถูกหยิบขึ้นมาโดยกล้องโทรทรรศน์เฮลของหอดูดาวพาโลมาร์ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ และสุดท้ายคือกล้องโทรทรรศน์สำรวจดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ หรือ TESS ซึ่งเปิดตัวในปี 2561 เครื่องมือทั้งสามจับภาพการผ่านหน้า ซึ่งเป็นคำที่ดาวเคราะห์นอกระบบโคจรผ่านหน้า ของดาวฤกษ์และทำให้ความสว่างของดาวลดลงเล็กน้อย ในช่วง 13 ปีที่ผ่านมา ช่วงเวลาระหว่างการผ่านหน้าของ Kepler-1658b ลดลงเล็กน้อยแต่ลดลงอย่างต่อเนื่อง

สาเหตุที่แท้จริงของการสลายตัวของวงโคจรที่ Kepler-1658b ประสบคือกระแสน้ำ ซึ่งเป็นปรากฏการณ์เดียวกันกับการขึ้นและลงของมหาสมุทรโลกในแต่ละวัน กระแสน้ำเกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างแรงโน้มถ่วงระหว่างวัตถุสองดวงที่โคจรรอบ เช่น ระหว่างโลกของเรากับดวงจันทร์ หรือ Kepler-1658b กับดาวฤกษ์ของมัน แรงโน้มถ่วงของร่างกายทำให้รูปร่างของกันและกันบิดเบี้ยว และเมื่อร่างกายตอบสนองต่อการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ พลังงานจะถูกปลดปล่อยออกมา ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับระยะห่างระหว่าง ขนาด และอัตราการหมุนรอบตัวเองของวัตถุที่เกี่ยวข้อง ปฏิสัมพันธ์ของน้ำขึ้นน้ำลงเหล่านี้สามารถส่งผลให้วัตถุต่างๆ ผลักกันออกไป ซึ่งก็คือกรณีของโลกและดวงจันทร์ที่โคจรออกไปด้านนอกอย่างช้าๆ หรือเข้ามาข้างใน เช่นเดียวกับ Kepler-1658b เข้าหา ดาวของมัน

ยังมีนักวิจัยจำนวนมากที่ไม่เข้าใจเกี่ยวกับพลวัตเหล่านี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสถานการณ์ดาวเคราะห์ ดังนั้น การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบ Kepler-1658 น่าจะเป็นประโยชน์

ดาวฤกษ์มีวิวัฒนาการจนถึงจุดหนึ่งในวัฏจักรชีวิตของดาวฤกษ์ซึ่งเริ่มขยายตัว เช่นเดียวกับที่ดวงอาทิตย์ของเราคาดไว้ และเข้าสู่สิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่าช่วงยักษ์ย่อย โครงสร้างภายในของดาวที่วิวัฒนาการน่าจะนำไปสู่การสลายพลังงานไทดัลจากวงโคจรของดาวเคราะห์เจ้าภาพได้ง่ายกว่าเมื่อเทียบกับดาวฤกษ์ที่ไม่มีวิวัฒนาการอย่างเช่นดวงอาทิตย์ของเรา สิ่งนี้ช่วยเร่งกระบวนการสลายตัวของวงโคจร ทำให้ง่ายต่อการศึกษาในช่วงเวลาของมนุษย์

ผลลัพธ์ยังช่วยอธิบายความแปลกประหลาดที่แท้จริงเกี่ยวกับ Kepler-1658b ซึ่งดูสว่างกว่าและร้อนกว่าที่คาดไว้ ปฏิสัมพันธ์ของน้ำขึ้นน้ำลงที่ลดขนาดวงโคจรของดาวเคราะห์อาจดึงเอาพลังงานพิเศษภายในดาวเคราะห์ออกมาด้วย ทีมงานกล่าว

วิสปราการาดาชี้ให้เห็นสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกันกับดวงจันทร์ไอโอของดาวพฤหัสบดี ซึ่งเป็นกลุ่มภูเขาไฟที่มีมวลมากที่สุดในระบบสุริยะ แรงโน้มถ่วงผลักและดึงจากดาวพฤหัสบดีบนไอโอละลายอวัยวะภายในของดาวเคราะห์ จากนั้นหินหลอมเหลวนี้จะปะทุขึ้นสู่นรกอันโด่งดังของดวงจันทร์ พื้นผิวคล้ายพิซซ่าของกำมะถันสีเหลืองและลาวาสีแดงสด

การสังเกตเพิ่มเติมของ Kepler-1658b ซ้อนกันควรให้ความกระจ่างมากขึ้นเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ของเทห์ฟากฟ้า และด้วยการทดสอบ TESS ที่กำหนดให้ตรวจสอบดาวฤกษ์ใกล้เคียงหลายพันดวง Vispragada และเพื่อนร่วมงานคาดว่ากล้องโทรทรรศน์จะเปิดเผยดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะอื่นๆ อีกมากมายที่โคจรรอบท่อระบายน้ำของดาวฤกษ์แม่

“ตอนนี้เรามีหลักฐานการสร้างแรงบันดาลใจของดาวเคราะห์รอบดาวฤกษ์ที่วิวัฒนาการแล้ว เราสามารถเริ่มปรับแต่งแบบจำลองฟิสิกส์น้ำขึ้นน้ำลงของเราได้อย่างแท้จริง” วิสปรากาดากล่าว “ระบบ Kepler-1658 สามารถทำหน้าที่เป็นห้องทดลองเกี่ยวกับท้องฟ้าด้วยวิธีนี้ไปอีกหลายปี และด้วยความโชคดี อีกไม่นานก็จะมีห้องทดลองเหล่านี้เพิ่มขึ้นอีกหลายแห่ง”

Vispragada ซึ่งเพิ่งเข้าร่วม Center for Astrophysics เมื่อไม่กี่เดือนก่อน และขณะนี้กำลังได้รับคำปรึกษาจาก Mercedes López-Morales ตั้งตารอที่วิทยาศาสตร์ของดาวเคราะห์นอกระบบจะก้าวหน้าไปอย่างมาก

López-Morales นักดาราศาสตร์จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์กล่าวว่า “Shreyas เป็นส่วนเสริมที่น่ายินดีสำหรับทีมของเราที่ทำงานเกี่ยวกับลักษณะวิวัฒนาการของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะและชั้นบรรยากาศของพวกมัน”

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ wongjason.com