พบหลักฐานดาวหางพุ่งใส่ “ดาวแคระขาว” ครั้งแรก

กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลในอวกาศบันทึกข้อมูลวัตถุคล้ายดาวหางพุ่งใส่ชั้นบรรยากาศ “ดาวแคระขาว” แตกเป็นเสี่ยงๆ ครั้งแรก บ่งบอกมีดาวเคราะห์ที่ยังมองไม่เห็นดึงกลุ่มก้อนน้ำแข็งให้ก้อนน้ำแข็งเหวี่ยงสู่อดีตดาวฤกษ์ที่เผาไหม้หมดแล้ว

รายงานซึ่งเผยแพร่ผ่านเว็บไซต์ขององค์การบริหารการบินอวกาศสหรัฐฯ (นาซา) เผยว่า กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) ของนาซานั้นได้พบวัตถุก้อนมหึมาที่ประกอบขึ้นเป็นดาวหางนั้น ถูกแยกเป็นเสี่ยงๆ และกระจายในชั้นบรรยากาศของดาวแคระขาว (white dwarf) ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ที่เผาไหม้จนหมด แล้วยุบตัวเล็กลงกลายเป็นดาวแคระขาวที่หนาแน่น

ก่อนหน้านี้พบว่ามี 25-50% ของดาวแคระขาว ที่เกิดมลพิษในชั้นบรรยากาศจากตกใส่ของเศษซากในอวกาศ อย่างหินอวกาศ วัตถุคล้ายดาวเคราะห์น้อย แต่รายงานระบุว่า นี่เป็นครั้งแรกที่ได้พบว่าวัตถุที่ประกอบขึ้นจากน้ำแข็งคล้ายดาวหางนั้น ได้สร้างมลพิษขึ้นในชั้นบรรยากาศของดาวแคระขาว

วัตถุคล้ายดาวหางดังกล่าว มีองค์ประกอบคล้ายดาวหางฮัลเลย์ (Halley’s Comet) แต่มีมวลมากกว่าถึง 100,000 เท่า และมีน้ำในปริมาณที่มากกว่าหลายเท่า อีกทั้งยังมีธาตุจำเป็นต่อสิ่งมีชีวิต ทั้งไนโตรเจน คาร์บอน ออกซิเจน และซัลเฟอร์

วัตถุน้ำแข็งนี้เป็นวัตถุมีองค์ประกอบคล้ายดาวฮัลเลย์วัตถุแรกที่พบนอกระบบสุริยะของเรา ซึ่งทีมวิจัยใช้ดาวหางที่โด่งดังนี้เป็นตัวเปรียบเทียบ เนื่องจากเป็นดาวหางที่ได้รับการศึกษาอย่างทะลุปรุโปร่ง

ส่วนดาวแคระขาวที่สังเกตนั้นอยู่ห่างจากโลก 170 ปีแสง เมื่อสังเกตท้องฟ้าจะอยู่ในกลุ่มดาวคนเลี้ยงสัตว์ (Bootes) โดยดาวแคระขาวนี้ยังได้รับการบันทึกครั้งแรกเมื่อปี 1974 และยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ ที่มีดาวคู่อยู่ห่างในระยะ 2,000 เท่าของระยะห่างระหว่างโลกและดวงอาทิตย์

การค้นพบครั้งนี้เป็นหลักฐานของแถบวัตถุคล้ายดาวหางที่โคจรไปรอบๆ ดาวแคระขาว ซึ่งคล้ายคลึงกับไคเปอร์ (Kuiper Belt) ในระบบสุริยะของเรา และวัตถุน้ำแข็งเหล่านี้ดูจะรอดพ้นจากการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่เปลี่ยนจากดาวยักษ์แดงที่ขยายตัวจากนั้นยุบตัวเล็กลงจนกลายเป็นดาวแคระขาวที่หนาแน่น

ผลของการค้นพบครั้งนี้ยังบ่งบอกว่ามีดาวเคราะห์ที่เหลือรอดและยังมองไม่เห็น ซึ่งอาจจะรบกวนแถบวัตถุน้ำแข็ง และทำหน้าที่เป็นกลุ่มก้อนที่ชักนำให้วัตถุน้ำแข็งเข้าสู่ดาวแคระขาว และเป็นไปได้ว่าดาวฤกษ์ที่เผาไหม้หมดนี้อาจจะมีดาวคู่ ซึ่งอาจจะรบกวนแถบวัตถุน้ำแข็ง และเป็นเหตุให้แถบน้ำแข็งพุ่งเข้าหาดาวฤกษ์ที่มอดไหม้ไปแล้วนี้

สื่อ ไช้ยี่ (Siyi Xu) จากหอดูดาวยูโรเปียนเซาเทิร์น (European Southern Observatory) ในการ์ชิง เยอรมนี เป็นผู้นำทีมสำรวจในครั้งนี้ จากข้อมูลองเขานี่เป็นครั้งแรกที่มีการตรวจพบไนโตรเจนในเศษซากดวงดาว ซึ่งตกสู่ดาวแคระขาว

“ไนโตรเจนเป็นธาตุที่มีความสำคัญมากๆ สำหรับสิ่งมีชีวิตอย่างที่เรารู้กันอยู่ วัตถุนี้ค่อนข้างอุดมไปด้วยไนโตรเจน ซึ่งมากกว่าวัตถุอื่นๆ ที่เราสังเกตพบในระบบสุริยะของเรา” สื่ออธิบาย

สำหรับแถบไคเปอร์ของเราซึ่งขยายกว้างออกไปจากวงโคจรของดาวเนปจูนนั้น เป็นแหล่งที่อยู่ของดาวเคราะห์แคระ (dwarf planets) ดาวหางและวัตถุเล็กๆ อีกจำนวนมาก ซึ่งวัตถุเหล่านี้หลงเหลือมาจากการกำเนิดของระบบสุริยะ และดาวหางจากแถบไคเปอร์อาจจะนำน้ำและองค์ประกอบพื้นฐานของสิ่งมีชีวิตมายังโลกเมื่อหลายพันล้านปีก่อน

การค้นพบล่าสุดนี้ยังเป็นหลักฐานเชิงสังเกตการณ์ที่สนับสนุนแนวคิดที่ว่า มีวัตถุน้ำแข็งในระบบดาวเคราะห์อื่นๆ ด้วยเช่นกัน และยังคงเหลือรอดผ่านช่วงเวลาวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ที่เป็นศูนย์กลาง

ในการศึกษาบรรยากาศของดาวแคระขาวนี้ ทีมวิจัยใช้ทั้งกล้องฮับเบิลและหอดูดาวดับเบิลยูเอ็มเคค (W. M. Keck Observatory) โดยใช้กล้องฮับเบิลเพื่อวัดไนโตรเจน คาร์บอน ออกซิเจน ซิลิกอน ซัลเฟอร์ เหล็ก นิกเกิลและไฮโดรเจน ซึ่งกล้องวัดสเปกตรัมคอสมิคออริจิน (Cosmic Origins Spectrograph: COS) ในย่านอัลตราไวโอเลตของกล้องฮับเบิลนั้น ช่วยให้ทีมวิจัยทำการวัดในสิ่งที่ไม่สามารถทำได้จากบนพื้นโลก ส่วนหอดูดาวเคคนั้นใช้วัดแคลเซียม แมกนีเซียม และไฮโดรเจน

สำหรับกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลนั้นเป็นโครงการความร่วมมือระดับนานาชาติระหว่างนาซาและองค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency: ESA) โดยศูนย์อวกาศกอดดาร์ด (Goddard) ของนาซารับผิดชอบบริหารจัดการกล้องโทรทรรศน์ ส่วนสถาบันวิทยาการกล้องโทรทรรศน์อวกาศ (Space Telescope Science Institute: STScI) ในบัลติมอร์ แมรีแลนด์ นำการศึกษาทางด้านวิทยาศาสตร์ด้วยฮับเบิล :ซึ่งสถาบันดังกล่าวดำเนินงานให้นาซา โดยสมาคมมหาวิทยาลัยเพื่อการวิจัยทางด้านดาราศาสตร์ (Association of Universities for Research in Astronomy) ในวอชิงตัน ดีซี