วันเสาร์ที่ 22 มิถุนายน พ.ศ. 2556

ดาวเหนือ (Polaris หรือ Cynosura)



ดาวเหนือ (หรือที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า "Polaris") เป็นหนึ่งในดาวฤกษ์ที่มนุษย์คุ้นเคยมากที่สุด ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Hilding Neilson แห่ง University of Bonn ในเยอรมนี รายงานผลวิเคราะห์อันน่าตะลึงลงในวารสาร The Astrophysical Journal Letters (DOI:10.1088/2041-8205/745/2/L32) ว่า ดาวเหนือที่เราเห็นในทุกวันนี้กำลังค่อยๆ สูญเสียมวลไปทุกปี ทีมของ Hilding Neilson ประเมินมวลของดาวเหนือด้วยวิธีการคำนวณจากจังหวะการส่องแสงของดาวฤกษ์ ปกติดาวฤกษ์ทั่วไปจะมีช่วงส่องแสงสว่างมากหน่อยกับช่วงที่สว่างน้อยหน่อย สลับกันไปวัฏจักร ดาวเหนือเองก็มีคาบสว่างมาก-สว่างน้อยอยู่ที่ประมาณ 4 วันต่อหนึ่งรอบ ทั้งนี้เนื่องจากขณะที่แรงดึงดูดของดาวดึงมวลก๊าซเข้าหาจุดศูนย์กลางดาวนั้น เปลือกภายนอกของดาวก็จะทึบขึ้น จึงทำให้แสงดาวดูมืดลงไปนิดหน่อย แต่พอมวลก๊าซหนาแน่นขึ้น ใจกลางดาวก็ร้อนขึ้น ผลักมวลก๊าซร้อนๆ ออกมาข้างนอก เปลือกดาวก็จะขยายตัวโปร่งใสขึ้นมา เราจึงเห็นแสงของดาวสว่างขึ้นอยู่พักหนึ่งจนกระทั่งแรงดึงดูดดึงมวลก๊าซเข้า ไปอีก วนอย่างนี้ไปเรื่อยๆ คล้ายกับว่าดาวฤกษ์กำลังหายใจ (อย่าสับสนกับ "การกระพริบของดาวบนท้องฟ้า" อันนั้นเกิดจาก กระแสอากาศในชั้นบรรยากาศโลกที่ไม่นิ่ง แสงของดาวจึงถูกหักเหสะบัดไปมา) ผลจากการเอาข้อมูลตั้งแต่ปี 1844 จนถึงปัจจุบันมาวิเคราะห์ Hilding Neilson พบว่าคาบสว่างมาก-สว่างน้อยของดาวเหนือนานขึ้น 4.5 วินาทีทุกๆ ปี เมื่อประกอบกับสมมติฐานว่าดาวเหนือเป็นดาววัยกลางคนที่เริ่มเผาเชื้อเพลิงฮีเลียมแล้ว ปรากฏการณ์นี้จะแปลผลได้ว่า ในทุกๆ ปี ดาวเหนือจะมีมวลลดลง 0.00001% หรือเทียบเท่าได้กับมีมวลหายไปประมาณมวลของโลกหนึ่งใบ อย่างไรก็ตาม Hilding Neilson ก็แอบตั้งความหวังปลอบใจคนรักดาวเหนือว่า ดาวเหนืออาจไม่ได้เฉือนเนื้อตัวเองทิ้งอย่างนี้ไปตลอดก็ได้ การลดลงของมวลดาวเหนืออาจเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดแค่ชั่วครั้งชั่วคราวในยุค ของเราแต่ David Turner แห่ง St. Mary's University ของแคนาดา ผู้ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์อีกคนที่สังเกตคาบสว่างของดาวเหนือ ไม่เห็นด้วยกับข้อสรุปของ Hilding Neilson เขายกประเด็นอายุของดาวเหนือขึ้นมาค้าน เนื่องจากในปัจจุบันเรายังไม่รู้แน่ว่าดาวเหนือมีอายุเท่าไรกันแน่ การสรุปตามสมมติฐานของ Hilding Neilson จึงเพียงการคาดเดาจากพื้นฐานของสิ่งที่ยังไม่รู้แน่ชัดตามความเห็นของ David Turner ที่ได้ตีพิมพ์ไปเมื่อหลายปีที่ก่อน ดาวเหนือน่าจะเป็นดาววัยแรกรุ่นที่ กำลังเผาเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในช่วงสุดท้ายอยู่ ความคลาดเคลื่อนของคาบสว่างมาก-สว่างน้อยที่สังเกตเห็นอาจเกิดจากการเปลี่ยน ผ่านไปสู่ระยะดาวยักษ์แดง (red giant) ก็ได้ ในขั้นนี้เปลือกดาวชั้นในกับชั้นนอกจะหุบเข้าหุบออกพร้อมๆ กันต่างจากสมมติฐานของ Hilding Neilson ที่เปลือกทั้งสองเคลื่อนที่ไปคนละทิศละทาง หากเป็นไปตามนี้ เราก็จะสามารถอธิบายการเลื่อนช้าลงของคาบสว่างได้โดยที่ไม่ต้องสรุปให้ดาว เหนือสูญเสียมวลความหวังในการตัดสินหาคนถูก-คนผิดรอบนี้คงต้องเดิมพันกันด้วยระยะทาง ระหว่างโลกกับดาวเหนือ เพราะการคำนวณทั้งหมดมีพื้นฐานอยู่บน "ความสว่าง" ของดาวเหนือ ดังนั้นการคำนวณจึงต้องใช้ระยะห่างจากโลกเข้ามาร่วมในสมมติฐานด้วย ปัญหาคือเรายังไม่รู้ว่าดาวเหนืออยู่ห่างจากโลกเท่าไรกันแน่ นักดาราศาสตร์เชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลจะเฉลยปัญหานี้ได้ หากว่ากล้องฮับเบิลวัดระยะห่างของดาวเหนือกับโลกได้ 325 ปีแสง ก็จะแปลว่าทฤษฎีของ David Turner ถูก แต่หากวัดได้ 425 ปีแสง ก็จะกลายเป็นว่า Hilding Neilson ถูกแทน

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น