ดาวเหนือกำลังจะหายไป?

By: terminus
Writer
on Sun, 29/01/2012 - 04:12

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 ปกติดาวฤกษ์ทั่วไปจะมีช่วงส่องแสงสว่างมากหน่อยกับช่วงที่สว่างน้อยหน่อยสลับกันไปวัฏจักร ดาวเหนือเองก็มีคาบสว่างมาก-สว่างน้อยอยู่ที่ประมาณ 4 วันต่อหนึ่งรอบ ทั้งนี้เนื่องจากขณะที่แรงดึงดูดของดาวดึงมวลก๊าซเข้าหาจุดศูนย์กลางดาวนั้น เปลือกภายนอกของดาวก็จะทึบขึ้น จึงทำให้แสงดาวดูมืดลงไปนิดหน่อย แต่พอมวลก๊าซหนาแน่นขึ้น ใจกลางดาวก็ร้อนขึ้น ผลักมวลก๊าซร้อนๆ ออกมาข้างนอก เปลือกดาวก็จะขยายตัวโปร่งใสขึ้นมา เราจึงเห็นแสงของดาวสว่างขึ้นอยู่พักหนึ่งจนกระทั่งแรงดึงดูดดึงมวลก๊าซเข้าไปอีก วนอย่างนี้ไปเรื่อยๆ คล้ายกับว่าดาวฤกษ์กำลังหายใจ (อย่าสับสนกับ "การกระพริบของดาวบนท้องฟ้า" อันนั้นเกิดจาก ดวงดาวส่งสัญญาณบอกรักดวงจันทร์ เอ๊ย 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 การลดลงของมวลดาวเหนืออาจเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดแค่ชั่วครั้งชั่วคราวในยุคของเรา

แต่ David Turner แห่ง St. Mary's University ของแคนาดา ผู้ซึ่งเป็นนักดาราศาสตร์อีกคนที่สังเกตคาบสว่างของดาวเหนือ ไม่เห็นด้วยกับข้อสรุปของ Hilding Neilson เขายกประเด็นอายุของดาวเหนือขึ้นมาค้าน เนื่องจากในปัจจุบันเรายังไม่รู้แน่ว่าดาวเหนือมีอายุเท่าไรกันแน่ การสรุปตามสมมติฐานของ Hilding Neilson จึงเพียงการคาดเดาจากพื้นฐานของสิ่งที่ยังไม่รู้แน่ชัด

ตามความเห็นของ David Turner ที่ได้ตีพิมพ์ไปเมื่อหลายปีที่ก่อน ดาวเหนือน่าจะเป็นดาววัยแรกรุ่นที่กำลังเผาเชื้อเพลิงไฮโดรเจนในช่วงสุดท้ายอยู่ ความคลาดเคลื่อนของคาบสว่างมาก-สว่างน้อยที่สังเกตเห็นอาจเกิดจากการเปลี่ยนผ่านไปสู่ระยะดาวยักษ์แดง (red giant) ก็ได้ ในขั้นนี้เปลือกดาวชั้นในกับชั้นนอกจะหุบเข้าหุบออกพร้อมๆ กันต่างจากสมมติฐานของ Hilding Neilson ที่เปลือกทั้งสองเคลื่อนที่ไปคนละทิศละทาง หากเป็นไปตามนี้ เราก็จะสามารถอธิบายการเลื่อนช้าลงของคาบสว่างได้โดยที่ไม่ต้องสรุปให้ดาวเหนือสูญเสียมวล

ความหวังในการตัดสินหาคนถูก-คนผิดรอบนี้คงต้องเดิมพันกันด้วยระยะทางระหว่างโลกกับดาวเหนือ เพราะการคำนวณทั้งหมดมีพื้นฐานอยู่บน "ความสว่าง" ของดาวเหนือ ดังนั้นการคำนวณจึงต้องใช้ระยะห่างจากโลกเข้ามาร่วมในสมมติฐานด้วย ปัญหาคือเรายังไม่รู้ว่าดาวเหนืออยู่ห่างจากโลกเท่าไรกันแน่ นักดาราศาสตร์เชื่อว่ากล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลจะเฉลยปัญหานี้ได้ หากว่ากล้องฮับเบิลวัดระยะห่างของดาวเหนือกับโลกได้ 325 ปีแสง ก็จะแปลว่าทฤษฎีของ David Turner ถูก แต่หากวัดได้ 425 ปีแสง ก็จะกลายเป็นว่า Hilding Neilson ถูกแทน

ที่มา - Science Magazine

7 Comments

hisoft's picture

ดวงอาทิตย์มีคาบสว่างมาก-น้อยไหมครับ? นานแค่ไหน?

แล้วทำไมจนป่านนี้แล้วถึงยังไม่รู้ระยะห่างโลก - ดาวเหนืออีกครับ?

แล้วผมจำผิดว่าดาวศุกร์เป็นดาวเหนือมาตั้งแต่ประถมเลยสิเนี่ย (T_T) อันนั้นจริง ๆ แล้วเรียกดาวประกายพรึกใช่มั้ยครับ?

The Phantom Thief

mementototem's picture

ดาวศุกร์ ถ้าเห็นตอนหัวค่ำ เรียก ดาวประจำเมือง ถ้าเห็นตอนหัวรุ่ง เรียก ดาวประกายพรึก หรือ ดาวรุ่ง ครับ

tomazzu's picture

คนมายัน คำณวนรู้.... เวลาสิ้นโลกใกล้เข้ามาแล้วสินะ.. เอิ๊กๆ

Fiyen's picture

ระยะทางจากโลกเรานี่มันจะช่วยบอกวัยของดาวเหนือยังไงหรอครับ

heart's picture

อันนี้ผมเดานะครับ

เนื่องจากหน่วยของระยะทางที่ใช้เป็น ปีแสง หมายถึง ปีที่แสงจะเดินทางไปถึง
ดังนั้น ถ้าหมายถึง 400 ปีแสงจากโลก แปลว่า ภาพใดๆที่เราเห็นบนโลกนี้ เป็นภาพที่เกิดเมื่อ 400 ปีที่แล้ว
เพราะแสงเพิ่งเดินทางมาถึง
ดังนั้น อาจจะมองว่า สามารถนำไปคิดอายุของมันได้รึเปล่า

Thaina's picture

ก็.......................

เอาแบบง่ายๆคือ ภาพของดาวฤกษ์ที่กล้องอวกาศจับได้ มันก็จะมีหลายๆสเปคตรัมตามสภาวะของมัน ว่าหดตัวอยู่มั้ย สั่นไหวแค่ไหน มันจะได้ออกมาเป็นเฉดสี
รวมไปถึงการเคลื่อนที่ด้วยว่าถ้ามีการปล่อยแสงถอยหลัง ยิ่งเร็ว สเปคตรัมมันจะมีความถี่ต่ำลง ก็คือเฉดมันก็เปลี่ยนไป

ซึ่งระยะห่างมันส่งผลตรงที่ว่า ยิ่งห่าง แปลว่ามันยิ่งเคลื่อนที่ออกไปเร็วกว่า เฉดสีที่บันทึกได้ก็จะต้องลบค่าสเปคตรัมออกมากขึ้น ถึงจะแสดงสภาะของดาวนั้นได้อย่างถูกต้อง น่ะครับ

ซึ่งสภาวะของมัน ก็จะเป็นตัวบอกอายุอีกทีนึง

terminus's picture

เพื่อสรุปว่าดาวเหนืออยู่ในชีวิตช่วงใดของวัฏจักรชีวิตดาวฤกษ์ ความสว่างของดาวที่มองเห็นได้ (apparent magnitude) จะต้องถูกคำนวณออกมาเป็นความสว่างของดาวที่เป็น absolute magnitude ก่อน ซึ่งในการคำนวณนี้ระยะทางเป็นตัวแปรที่เข้ามาเกี่ยวข้อง เช่น สมมติว่าเราเห็นดาวดวงหนึ่งบนท้องฟ้าสว่างมากเทียบกับดาวรอบข้าง ถ้าเราไม่รู้ระยะทางระหว่างโลกกับดาวกลุ่มนั้น เราก็จะไม่รู้เลยว่ามันเกิดจากตัวมันสว่างกว่าดาวรอบข้างจริง หรือ เพราะมันแค่อยู่ใกล้โลกกว่าดาวอื่น

สรุปคือตัวระยะทางไม่ได้บอกอายุของดาวเหนือโดยตรงหรอกครับ แต่มันใช้เพื่อ calibrate ค่าความสว่างที่วัดได้