สิ่งเหล่านี้อาจเป็นดาวฤกษ์ที่โคจรเร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมา
ภาพจำลองดาวแคระขาวที่กลืนสสารจากดาวฤกษ์ที่มีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์โดยศิลปิน (เครดิตภาพ: NASA/JPL-Caltech)
ดวงดาวคู่หนึ่งสามารถมีความสัมพันธ์ที่เป็นพิษได้หรือไม่? พิจารณาสิ่งนี้เมื่อคุณทำความรู้จักกับระบบดาวฤกษ์ที่เพิ่งค้นพบใหม่ ZTF J1813+4251 ซึ่งเป็นดาวคู่ที่แน่นแฟ้นพร้อมการควบคุมแบบกดขี่ที่โคจรรอบกันและกันอย่างสมบูรณ์ทุกๆ 51 นาที ซึ่งเป็นวงโคจรที่สั้นที่สุดที่ตรวจพบในทุก ๆ ระบบดาวคู่จนถึงปัจจุบันตามการวิจัยที่ตีพิมพ์ในวันนี้ (5 ต.ค. ) ในวารสารNature(เปิดในแท็บใหม่).
นักดาราศาสตร์ค้นพบระบบดาวที่เกาะติดแน่นห่างจากดวงอาทิตย์ ประมาณ 3,000 ปีแสง ในกลุ่มดาวเฮอร์คิวลีส ขณะที่กำลังรวบรวมข้อมูลจากฐานข้อมูลของดาวฤกษ์มากกว่า 1 พันล้านดวง ที่นั่น มีดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์สว่างซึ่งมีมวลประมาณเท่ากับดาวพฤหัสบดีอายุยืนยาวในกลุ่มดาวแคระขาว ซึ่งเป็นแกลบที่เหี่ยวแห้งของดาวฤกษ์ที่ครั้งหนึ่งเคยยิ่งใหญ่ ซึ่งในทางเทคนิคแล้ว เชื้อเพลิงที่เผาไหม้ตายแล้วและถูกเผาแล้ว แต่จากหลุมศพของดาวฤกษ์ แรงโน้มถ่วงของดาวแคระขาวยังคงดูดไฮโดรเจนออกจากชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ ค่อยๆ ลดขนาดดาวที่ใหญ่กว่าและเร่งความหายนะที่หลีกเลี่ยงไม่ได้
นี่ไม่ใช่เรื่องแปลกในทางดาราศาสตร์ มากกว่า 50% ของดาวทั้งหมดในทางช้างเผือกเป็นคู่ดาวฤกษ์สองดวงขึ้นไปซึ่งมีจุดศูนย์ถ่วงร่วมกันขณะเดียวกันก็ขโมยเชื้อเพลิงล้ำค่าของกันและกัน อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบระบบดาวคู่ไม่กี่ดวงที่มีคาบการโคจรสั้นกว่าหนึ่งชั่วโมง โดยเฉพาะอย่างยิ่งระบบต่างๆ ซึ่งรวมถึงดาวฤกษ์ขนาดใหญ่คล้ายดวงอาทิตย์ ซึ่งใช้เวลาหลายชั่วโมงกว่าจะโคจรรอบหนึ่งจนครบ เมื่อนักดาราศาสตร์เห็นดาวสองดวงในเฮอร์คิวลีสบดบังแสงของกันและกันทุกๆ 51 นาที พวกเขารู้ว่าพวกมันจะสะดุดกับบางสิ่งที่แปลกประหลาด
“ดาวดวงหนึ่งดวงนี้ดูเหมือนดวงอาทิตย์ แต่ดวงอาทิตย์ไม่สามารถโคจรรอบที่สั้นกว่าแปดชั่วโมงไม่ได้ เกิดอะไรขึ้นที่นี่” ผู้เขียนนำการศึกษา Kevin Burdge นักฟิสิกส์ที่ MIT กล่าวในแถลงการณ์
ในบทความใหม่ของพวกเขา นักวิจัยได้ตั้งชื่อความแปลกประหลาดนั้น ตามที่ผู้เขียนศึกษากล่าวว่าดาวเหล่านี้อยู่ในกลุ่มดาวคู่ที่หายากซึ่งเรียกว่า “ตัวแปรหายนะ” ระบบเหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อดาวแคระขาวและดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์เข้ามาใกล้กันมากขึ้นเป็นเวลาหลายพันล้านปี ทำให้ดาวแคระขาวดูดวัสดุจากดาวข้างเคียงของมัน ในฐานะที่เป็นงานเลี้ยงของดาวแคระ มันสามารถทำให้เกิดแสงแฟลร์ขนาดมหึมาที่ปรากฏขึ้นจากระยะไกล เช่น การระเบิดซูเปอร์โนวาหรือหายนะของจักรวาลประเภทอื่นๆ ผู้เขียนกล่าว
นักวิจัยสงสัยมานานแล้วว่าดาวฤกษ์ในลักษณะนี้จะมีคาบการโคจรสั้นอย่างไม่น่าเชื่อหากให้เวลาเพียงพอ สิ่งนี้เป็นไปได้ก็ต่อเมื่อระบบดาวเปลี่ยนไปเป็นอาหารใหม่เท่านั้น เมื่อดาวแคระขาวที่หิวโหยกำจัดไฮโดรเจนออกจากชั้นบรรยากาศของดาวข้างเคียงแล้ว มันก็จะเริ่มกินฮีเลียมจากแกนกลางของดาวข้างเคียง เนื่องจากฮีเลียมมีความหนาแน่นและหนักกว่าไฮโดรเจน แกนกลางของดาวคล้ายดวงอาทิตย์ควรมีมวลมากพอที่จะคงอยู่ในวงโคจรคู่ที่แน่นมากพร้อมกับดาวแคระขาว
ตามที่ผู้เขียนศึกษากล่าวว่าระบบดาวแปลก ๆ ใน Hercules ดูเหมือนจะอยู่ท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงดังกล่าว – และระยะเวลาการโคจรของระบบควรแคบลงและสั้นลงเท่านั้น ทีมงานได้คำนวณโดยใช้การจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ว่า ในเวลาประมาณ 70 ล้านปี ดาวทั้งสองจะเข้าใกล้กันมากจนวงโคจรของพวกมันจะลดลงเหลือเพียง 18 นาที ซึ่งสั้นกว่าระบบดาวอื่นๆ ที่เคยเห็นมาก
จากจุดนั้น การสูญเสียมวลจะทำให้ดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ขยายตัวแทนที่จะหดตัว และในที่สุดดาวทั้งสองดวงจะเริ่มเคลื่อนออกจากกันในอีกหลายร้อยล้านปีข้างหน้า ทีมงานกล่าว เมื่อถึงจุดนั้น คาบการโคจรของทั้งคู่จะตกลงสู่ร่องลึกประมาณ 30 นาที ทำให้คู่เลขฐานสองมีพื้นที่ที่จำเป็นมากในช่วงปีสุดท้ายของพวกเขาด้วยกันก่อนที่ดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าจะดับลง
ในขณะที่ความสัมพันธ์แบบไบนารีประเภทนี้ได้รับการสร้างทฤษฎีว่ามีอยู่จริง งานวิจัยใหม่นี้นับเป็นครั้งแรกที่มีการดำเนินการตามรายงานของผู้เขียน นี่เป็นคำตอบสำหรับ “คำถามเปิดกว้าง” เกี่ยวกับขีดจำกัดการโคจรของระบบดาวแปรผันแบบหายนะ Burdge กล่าวและควรจัดหาอาหารสัตว์มากมายสำหรับการศึกษาเพิ่มเติมในปีต่อ ๆ ไป
ว่าดาวดวงใหญ่มีความสัมพันธ์ที่เป็นพิษหรือไม่? บางทีอาจเป็นการดีที่สุดที่จะถามอีกครั้งในอีกไม่กี่ร้อยล้านปี
บทความโดย แบรนดอนเป็นนักเขียนอาวุโสที่ Live Science มาตั้งแต่ปี 2017 และเคยเป็นนักเขียนและบรรณาธิการของนิตยสาร Reader’s Digest งานเขียนของเขาปรากฏใน The Washington Post, CBS.com, เว็บไซต์มูลนิธิ Richard Dawkins และช่องทางอื่นๆ เขาสำเร็จการศึกษาระดับปริญญาตรีด้านการเขียนเชิงสร้างสรรค์จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา โดยมีผู้เยาว์ในสาขาวารสารศาสตร์และสื่อศิลปะ เขาชอบเขียนเกี่ยวกับอวกาศ ธรณีศาสตร์ และความลึกลับของจักรวาลมากที่สุด
