เมื่อดวงอาทิตย์ดับสูญ
ดวงอาทิตย์ของเราจะเป็นอย่างไรหลังจากที่ดับสูญ? นักวิทยาศาสตร์ได้ทำนายว่าวันสุดท้ายของระบบสุริยะของเราจะเป็นอย่างไรและจะเกิดขึ้นเมื่อใด?
ก่อนหน้านี้ นักดาราศาสตร์คิดว่าดวงอาทิตย์จะกลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ ซึ่งเป็นฟองก๊าซและฝุ่นคอสมิกที่ส่องสว่างในอวกาศ จนกระทั่งมีหลักฐานบ่งชี้ว่าดวงอาทิตย์อาจจะมีมวลขนาดใหญ่กว่าเดิมเล็กน้อย
ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติเคยทำนายอนาคตของดวงอาทิตย์ในปี 2018 และพบว่า ดวงอาทิตย์อาจจะกลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์มากที่สุดเมื่อสิ้นอายุขัย
ดวงอาทิตย์มีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี ซึ่งวัดจากอายุของวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะที่ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน จากการสังเกตดาวดวงอื่น นักดาราศาสตร์ทำนายว่าดาวดวงนี้จะสิ้นอายุขัยในอีกประมาณ 1 หมื่นล้านปี
แน่นอนว่าระยะเวลาอันยาวนานนี้ในระหว่างทางต้องมีสิ่งอื่นๆ เกิดขึ้นเป็นแน่ โดยอีกประมาณ 5 พันล้านปี ดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวยักษ์แดง แกนกลางของดาวจะหดตัวลง แต่แกนชั้นนอกของมันจะขยายออกไปถึงวงโคจรของดาวอังคาร จนสามารถกลืนกินโลกของเราได้ หากดวงอาทิตย์ยังอยู่ในวงจรนี้
ดวงอาทิตย์มีอายุประมาณ 4.6 พันล้านปี ซึ่งวัดจากอายุของวัตถุอื่นๆ ในระบบสุริยะที่ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาเดียวกัน จากการสังเกตดาวดวงอื่น นักดาราศาสตร์ทำนายว่าดาวดวงนี้จะสิ้นอายุขัยในอีกประมาณ 1 หมื่นล้านปี
แน่นอนว่าระยะเวลาอันยาวนานนี้ในระหว่างทางต้องมีสิ่งอื่นๆ เกิดขึ้นเป็นแน่ โดยอีกประมาณ 5 พันล้านปี ดวงอาทิตย์จะกลายเป็นดาวยักษ์แดง แกนกลางของดาวจะหดตัวลง แต่แกนชั้นนอกของมันจะขยายออกไปถึงวงโคจรของดาวอังคาร จนสามารถกลืนกินโลกของเราได้ หากดวงอาทิตย์ยังอยู่ในวงจรนี้
อันที่จริง มนุษย์เราเหลือเวลาอีกเพียง 1 พันล้านปีเท่านั้น เว้นแต่เราจะหาทางออกจากดาวเคราะห์ (โลก) ดวงนี้ได้ นั่นก็เพราะว่า ดวงอาทิตย์จะมีความสว่างเพิ่มขึ้นประมาณ 10% ทุกๆ พันล้านปี ซึ่งมันอาจจะดูไม่มากนัก แต่ความสว่างที่เพิ่มขึ้นนั้นสามารถคร่าสิ่งมีชีวิตบนโลกได้ มหาสมุทรของเราจะระเหย และพื้นผิวจะร้อนเกินกว่าที่น้ำจะก่อตัว
อย่างไรก็ดี การศึกษาในปี 2018 นักดาราศาสตร์ได้ใช้แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เพื่อระบุว่า ดวงอาทิตย์ของเรามีแนวโน้มที่จะหดตัวจากดาวยักษ์แดงจนกลายเป็นดาวแคระขาว (ดาวแคระเสื่อม) และสิ้นสุดลงจนเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ เช่นเดียวกับดาวฤกษ์อื่นๆ ถึง 90%
อย่างไรก็ดี การศึกษาในปี 2018 นักดาราศาสตร์ได้ใช้แบบจำลองทางคอมพิวเตอร์เพื่อระบุว่า ดวงอาทิตย์ของเรามีแนวโน้มที่จะหดตัวจากดาวยักษ์แดงจนกลายเป็นดาวแคระขาว (ดาวแคระเสื่อม) และสิ้นสุดลงจนเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ เช่นเดียวกับดาวฤกษ์อื่นๆ ถึง 90%
อัลเบิร์ต แซลตรา นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ในสหราชอาณาจักร อธิบายว่า “เมื่อดาวฤกษ์ดับสูญ มันจะปล่อยมวลของก๊าซและฝุ่นออกสู่อวกาศ เมื่ออายุขัยของดาวฤกษ์กำลังจะสิ้นสุดลง เชื้อเพลิงก็จะหมดและดับลงในที่สุด”
ทั้งนี้ แบบจำลองข้อมูลที่ทีมสร้างขึ้นก็เพื่อทำนายวัฏจักรชีวิตของดาวประเภทต่างๆ เพื่อหาความสว่างของเนบิวลาดาวเคราะห์ โดยเนบิวลาดาวเคราะห์ค่อนข้างมีอยู่ทั่วไปในเอกภพซึ่งสังเกตได้ อาทิ เนบิวลาเกลียว เนบิวลาตาแมว เนบิวลาวงแหวน และเนบิวลาฟองสบู่
เกือบ 30 ปีที่แล้ว นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลกประหลาด ซึ่งก็คือ เนบิวลาดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุดในดาราจักรอื่นต่างล้วนมีระดับความสว่างเท่ากัน ซึ่งหมายความว่า อย่างน้อยในทางทฤษฎี เมื่อมองไปที่เนบิวลาดาวเคราะห์ในดาราจักรอื่น นักดาราศาสตร์ก็สามารถคำนวณได้ว่าพวกมันอยู่ไกลแค่ไหน
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ถูกต้อง แต่แบบจำลองต่างๆ กลับขัดแย้งกัน ซึ่งกวนใจนักวิทยาศาสตร์มาตลอดตั้งแต่มีการค้นพบ แซลตรา กล่าวว่า “ดาวฤกษ์มวลต่ำอายุมากควรจะสร้างเนบิวลาดาวเคราะห์ที่จางกว่าดาวอายุน้อยและมีมวลมากกว่า ซึ่งประเด็นนี้เองที่กลายเป็นที่มาของความขัดแย้งในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา”
“ข้อมูลบอกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ที่สว่างเกิดจากดาวฤกษ์มวลต่ำอย่างเช่นดวงอาทิตย์ แต่แบบจำลองบอกว่าเป็นไปไม่ได้ สิ่งใดก็ตามที่มีมวลน้อยกว่าประมาณ 2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะทำให้เนบิวลาดาวเคราะห์จางเกินกว่าที่จะมองเห็นได้”
อย่างไรก็ดี แบบจำลองปี 2018 ได้แก้ปัญหานี้ด้วยการแสดงให้เห็นว่าดวงอาทิตย์มีมวลขีดจำกัดล่างของดาวฤกษ์ที่สามารถสร้างเนบิวลาที่มองเห็นได้ แม้แต่ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยกว่า 1.1 เท่าของดวงอาทิตย์ ก็ไม่สามารถสร้างเนบิวลาที่มองเห็นได้ ในทางกลับกัน ดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ถึง 3 เท่า ก็จะสามารถผลิตเนบิวล่าที่สว่างกว่าเช่นกัน
“นี่เป็นผลลัพธ์ที่ดี…ตอนนี้เราไม่เพียงแต่มีวิธีวัดการมีอยู่ของดาวฤกษ์อายุไม่กี่พันล้านปีในกาแล็กซีอันไกลโพ้น ซึ่งเป็นช่วงที่วัดได้ยากอย่างน่าทึ่ง นอกจากนี้ เรายังค้นพบว่าดวงอาทิตย์จะกลายเป็นอะไรหรือมีลักษณะอย่างไรหากเกิดการดับสูญขึ้น!” แซลตรา กล่าวทิ้งท้าย
ทั้งนี้ แบบจำลองข้อมูลที่ทีมสร้างขึ้นก็เพื่อทำนายวัฏจักรชีวิตของดาวประเภทต่างๆ เพื่อหาความสว่างของเนบิวลาดาวเคราะห์ โดยเนบิวลาดาวเคราะห์ค่อนข้างมีอยู่ทั่วไปในเอกภพซึ่งสังเกตได้ อาทิ เนบิวลาเกลียว เนบิวลาตาแมว เนบิวลาวงแหวน และเนบิวลาฟองสบู่
เกือบ 30 ปีที่สร้างความแคลงใจในวงการดาราศาสตร์
เกือบ 30 ปีที่แล้ว นักดาราศาสตร์สังเกตเห็นบางสิ่งที่แปลกประหลาด ซึ่งก็คือ เนบิวลาดาวเคราะห์ที่สว่างที่สุดในดาราจักรอื่นต่างล้วนมีระดับความสว่างเท่ากัน ซึ่งหมายความว่า อย่างน้อยในทางทฤษฎี เมื่อมองไปที่เนบิวลาดาวเคราะห์ในดาราจักรอื่น นักดาราศาสตร์ก็สามารถคำนวณได้ว่าพวกมันอยู่ไกลแค่ไหน
ข้อมูลแสดงให้เห็นว่าสิ่งนี้ถูกต้อง แต่แบบจำลองต่างๆ กลับขัดแย้งกัน ซึ่งกวนใจนักวิทยาศาสตร์มาตลอดตั้งแต่มีการค้นพบ แซลตรา กล่าวว่า “ดาวฤกษ์มวลต่ำอายุมากควรจะสร้างเนบิวลาดาวเคราะห์ที่จางกว่าดาวอายุน้อยและมีมวลมากกว่า ซึ่งประเด็นนี้เองที่กลายเป็นที่มาของความขัดแย้งในช่วง 25 ปีที่ผ่านมา”
“ข้อมูลบอกว่า เนบิวลาดาวเคราะห์ที่สว่างเกิดจากดาวฤกษ์มวลต่ำอย่างเช่นดวงอาทิตย์ แต่แบบจำลองบอกว่าเป็นไปไม่ได้ สิ่งใดก็ตามที่มีมวลน้อยกว่าประมาณ 2 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะทำให้เนบิวลาดาวเคราะห์จางเกินกว่าที่จะมองเห็นได้”
อย่างไรก็ดี แบบจำลองปี 2018 ได้แก้ปัญหานี้ด้วยการแสดงให้เห็นว่าดวงอาทิตย์มีมวลขีดจำกัดล่างของดาวฤกษ์ที่สามารถสร้างเนบิวลาที่มองเห็นได้ แม้แต่ดาวฤกษ์ที่มีมวลน้อยกว่า 1.1 เท่าของดวงอาทิตย์ ก็ไม่สามารถสร้างเนบิวลาที่มองเห็นได้ ในทางกลับกัน ดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ถึง 3 เท่า ก็จะสามารถผลิตเนบิวล่าที่สว่างกว่าเช่นกัน
“นี่เป็นผลลัพธ์ที่ดี…ตอนนี้เราไม่เพียงแต่มีวิธีวัดการมีอยู่ของดาวฤกษ์อายุไม่กี่พันล้านปีในกาแล็กซีอันไกลโพ้น ซึ่งเป็นช่วงที่วัดได้ยากอย่างน่าทึ่ง นอกจากนี้ เรายังค้นพบว่าดวงอาทิตย์จะกลายเป็นอะไรหรือมีลักษณะอย่างไรหากเกิดการดับสูญขึ้น!” แซลตรา กล่าวทิ้งท้าย
