ระบบดาวฤกษ์ความเร็วสูงช่วยนักดาราศาสตร์หามวลสสารมืด

  • พิมพ์

3 พฤษภาคม 2559

ระบบสุริยะของเราโคจรไปรอบๆกาแล็กซีทางช้างเผือกด้วยอัตราเร็ว 240 กิโลเมตร/วินาที แต่นักดาราศาสตร์พบว่าระบบดาวคู่ PB 3877มีลักษณะการโคจรแปลกออกไปเพราะแทนที่จะโคจรรอบกาแล็กซีเป็นวงกลมเหมือนดาวฤกษ์อื่นๆ พวกมันกลับเคลื่อนที่ในทิศทางเข้าหาหรือออกห่างจากแผ่นกาแล็กซีมากกว่าดาวฤกษ์ทั่วไป (นักดาราศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าเข้าหาหรือพุ่งออกกันแน่) อีกทั้งยังเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วสูงถึง 500 กิโลเมตร/วินาที

 

        ดาวฤกษ์ลักษณะนี้เรียกว่า hypervelocity stars

        งานวิจัยนี้ไม่ใช่การค้นพบระบบดาวคู่แบบ  hypervelocity stars เป็นครั้งแรก แต่เป็นการค้นพบว่าการโคจรของระบบดาวคู่นี้เป็นสิ่งที่ยากต่อการอธิบาย

        ปกติระบบ hypervelocity stars นั้นเข้าใจได้ไม่ยาก แรงโน้มถ่วงของหลุมดำขนาดยักษ์ที่ใจกลางกาแล็กซีจะรบกวนระบบดาวคู่ที่จะโคจรหลุดจากกาแล็กซี โดยมีดาวฤกษ์เพียงดวงเดียวในระบบที่หลุดออกจากกาแล็กซีได้  แต่ระบบดาวคู่นี้เหมือนเคลื่อนไหวจะติดไปด้วยกันตลอด นอกจากนี้ระบบดาวคู่ที่ค้นพบนี้ยังมีการโคจรที่ไม่ตรงตามทฤษฎีด้วย

        คำอธิบายที่เป็นไปได้มีหลายทาง

        อย่างแรกคือระบบดาวคู่นี้ในตอนแรกอาจมีสามดวงก็ได้ แต่ถูกรบกวนจากแรงระเบิดซูเปอร์โนวาทำให้ดาวฤกษ์ดวงหนึ่งหลุดหายไปจนเหลือเพียงสองดวงอย่างที่สังเกตได้ในปัจจุบัน

        อีกคำอธิบายคือ ระบบดาวคู่นี้อาจไม่ได้เกิดขึ้นในกาแล็กซีทางช้างเผือก แต่เกิดขึ้นในกาแล็กซีแคระอื่นๆรอบกาแล็กซีของเรา

        การค้นพบระบบดาวคู่นี้เกิดขึ้นในปี 2011 นักดาราศาสตร์พบว่ามันมีอัตราเร็ว 700  กิโลเมตร/วินาที แต่งานวิจัยล่าสุดนี้พบว่าความเร็วที่ควรจะเป็นคือ 500 กิโลเมตร/วินาที  นอกจากนี้การวัดสเปกตรัมอย่างละเอียดทำให้ทีมนักวิจัยพบข้อมูลเกี่ยวกับระบบดาวคู่นี้ว่า ดาวฤกษ์สว่างกว่าเป็นดาวฤกษ์ที่อายุมาก และวิวัฒนาการเป็นดาวประเภท hot subdwarf ดาวฤกษ์นี้สูญเสียเปลือกนอกที่เป็นไฮโดรเจนและแก่นดาวกำลังจะบีบอัดตัวเองให้กลายเป็นฮีเลียม ส่วนคู่ของมันที่สลัวกว่าเป็นดาวฤกษ์ประเภท K ซึ่งมีสีส้ม (มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์เล็กน้อย) พวกมันโคจรรอบกันและกันด้วยคาบ200-300วัน ด้วยระยะห่างราวๆ 16,000-20,000 ปีแสง

        ความน่าสนใจของดาวฤกษ์คู่นี้คือ ลักษณะการโคจรของมันช่วยให้สามารถวัดมวลของทางช้างเผือกได้ มวลทางช้างเผือกที่เรารู้กันในตอนนี้คือ ล้านล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ แต่ตัวเลขนี้มีความไม่แน่นอนสูงเพราะเรายังไม่ทราบสมบัติและปริมาณของสสารมืดที่กระจายรอบๆทางช้างเผือกดีนัก  แต่ระบบดาวฤกษ์นี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ทราบมวลของสสารมืดได้โดยตรง ทั้งนี้ขึ้นกับว่าในอนาคตระบบดาวคู่นี้จะหลุดออกไปจากทางช้างเผือกหรือเข้ามาอยู่ในทางช้างเผือก ดังนั้นในขณะนี้นักดาราศาสตร์ต้องศึกษาการโคจรของดาวคู่ระบบนี้ให้แน่นอนเสียก่อน 

 

 

อ้างอิง

http://www.skyandtelescope.com/astronomy-news/speedy-stars-weigh-the-milky-ways-dark-matter-halo/

เรียบเรียงโดย

อาจวรงค์ จันทมาศ