ข่าวดาราศาสตร์
ดาวพฤหัสบดีอาจเคยใหญ่กว่าปัจจุบันนี้ถึง 2 เท่า
ในช่วงนานมาแล้วก่อนที่ดาวพฤหัสบดีจะกลายเป็นดาวเคราะห์ยักษ์ใหญ่สุดในระบบสุริยะอย่างที่เราเห็นในปัจจุบัน ดาวพฤหัสบดีเคยใหญ่กว่าและมีสนามแม่เหล็กที่เข้มกว่านี้มาก โดยงานวิจัยในครั้งนี้ได้ให้ผลลัพธ์ที่แสดงถึงการก่อตัวของดาวพฤหัสบดีในช่วงแรกเริ่ม
งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร Nature Astronomy เมื่อวันที่ 20 พฤษภาคม ค.ศ. 2025 เป็นการสร้างแบบจำลองและการคำนวณที่แสดงให้เห็นว่า เพียง 3.8 ล้านปีหลังจากที่ก่อตัวขึ้น ดาวพฤหัสบดีมีขนาดใหญ่กว่าปัจจุบันเป็นสองเท่า และมีสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มอย่างน้อย 50 เท่าของสนามแม่เหล็กดาวในปัจจุบัน
Konstantin Batygin ศาสตราจารย์ด้านวิทยาศาสตร์ดาวเคราะห์จากสถาบันเทคโนโลยีแคลิฟอร์เนีย (Caltech) ในสหรัฐฯ ซึ่งเป็นนักวิจัยหลักในงานวิจัยครั้งใหม่นี้ กล่าวว่า "ผลการค้นพบของเราได้ให้เงื่อนไขชัดเจน ซึ่งจำเป็นที่จะต้องพิจารณาในการสร้างแบบจำลองเชิงทฤษฎีในอนาคต โดยกำหนดข้อจำกัดว่าดาวพฤหัสบดีก่อตัวขึ้นเมื่อใดและอย่างไร สิ่งนี้ช่วยให้เราทำความเข้าใจมากขึ้นถึงการก่อตัวที่ไม่เพียงเฉพาะของดาวพฤหัสบดีเท่านั้น แต่รวมถึงระบบสุริยะทั้งหมด"
เพื่อศึกษาถึงสภาพแรกเริ่มของดาวพฤหัสบดี Batygin และทีมนักวิจัยของเขาพยายามหลีกเลี่ยงสมมติฐานตามแบบจำลองเชิงทฤษฎีดั้งเดิม เช่น อัตราการสะสมแก๊สของดาวเคราะห์เกิดใหม่ แต่พวกเขากลับมุ่งเน้นไปที่ “อมัลเทีย” (Amalthea) และ “ทีบี” (Thebe) ดวงจันทร์บริวารสองดวงของดาวพฤหัสบดีที่ไม่ค่อยมีใครรู้จัก
ดาวจันทร์บริวารขนาดเล็กเหล่านี้โคจรรอบดาวพฤหัสบดีที่ระยะใกล้มาก และมีระนาบวงโคจรที่เอียงจากระนาบเส้นศูนย์สูตรดาวพฤหัสบดีเล็กน้อย ซึ่งช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามตำแหน่งวงโคจรในอดีตของดวงจันทร์ไอโอ (Io) ซึ่งเป็นดวงจันทร์บริวารขนาดใหญ่ดวงในสุดของดาวพฤหัสบดีได้ และช่วยให้นักวิจัยสามารถระบุถึงขอบด้านในของจานฝุ่นแก๊สรอบดาวพฤหัสบดียุคแรกเริ่ม ซึ่งถือเป็นกุญแจสำคัญในการศึกษาต่อว่าดาวพฤหัสบดียุคแรกเริ่มหมุนรอบตัวเองเร็วแค่ไหน โดยทาง Batygin บอกว่าทีมนักวิจัยสามารถประเมินย้อนกลับถึงขนาดดั้งเดิมของดาวพฤหัสบดีได้ ด้วยการใช้หลักการทางฟิสิกส์ เรื่องการอนุรักษ์โมเมนตัมเชิงมุม
“เป็นสิ่งที่น่าทึ่งมากที่ดวงจันทร์ขนาดเล็กสองดวงให้หลักฐานบ่งชี้ชัดเจนถึงสถานะของดาวพฤหัสบดีในช่วงแรกเริ่ม ความตื่นเต้นที่แท้จริงคือ การได้ผลลัพธ์นี้โดยไม่อาศัยแบบจำลองการพอกพูนมวลที่ซับซ้อนซึ่งขึ้นอยู่กับชุดสมมติฐานแบบต่าง ๆ”
การคำนวณของทีมนักวิจัยระบุว่า ดาวพฤหัสบดียุคแรกเริ่มมีขนาดรัศมีเกือบสองเท่าของขนาดรัศมีในปัจจุบัน มีปริมาตรมากพอที่จะบรรจุโลกได้มากกว่า 2,000 ดวง เมื่อดาวพฤหัสบดีแผ่ความร้อนออกสู่อวกาศเรื่อย ๆ เมื่อเวลาผ่านไป ตัวดาวจะค่อย ๆ เย็นตัวลงและหดตัวลงจนมีขนาดดังในปัจจุบัน ซึ่งดาวพฤหัสบดียังคงเป็น "ราชาแห่งดาวเคราะห์" โดยปริมาตรของดาวเคราะห์ยักษ์ดวงนี้สามารถบรรจุโลกได้ถึง 1,321 ดวง
ถึงแม้การศึกษาครั้งนี้จะไม่ได้สำรวจโดยตรงว่าดาวพฤหัสบดีจะมีอิทธิพลต่อระบบสุริยะยุคแรกเริ่มอย่างไร แต่ก็เน้นย้ำว่าการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ในยุคแรกเริ่มมีบทบาทสำคัญที่จะกำหนดโครงสร้างโดยรวมของระบบสุริยะ
ตามที่ Batygin และทีมนักวิจัยของเขาได้กล่าวไว้ การค้นพบครั้งใหม่นี้ยังแสดงให้เห็นภาพของดาวพฤหัสบดีในช่วงเวลาที่สำคัญอีกด้วย เมื่อกลุ่มฝุ่นแก๊สที่เหลือจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์ปัดเป่าออกไป ซึ่งถือเป็นจุดสิ้นสุดของการก่อตัวของดาวเคราะห์ในระบบสุริยะ
Batygin กล่าวปิดท้ายว่า “สิ่งที่เราทำขึ้นตรงนี้ถือเป็นมาตรฐานอันมีค่า ซึ่งเป็นจุดที่เราสามารถจำลองถึงวิวัฒนาการของระบบสุริยะของเราขึ้นมาใหม่ได้อย่างมั่นใจมากขึ้น”
แปลและเรียบเรียง: พิสิฏฐ นิธิยานันท์ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.
ที่มาของข่าว : https://www.space.com/astronomy/jupiter/jupiter-used-to-be-twice-as-big-as-it-is-now-it-could-have-held-2-000-earths