Our Sun's Family : พลิกตำรา ตามหาญาติ....ของ ดวงอาทิตย์ [หน้า 1/2]

Our Sun's Family : พลิกตำรา ตามหาญาติ....ของ ดวงอาทิตย์ [หน้า 1/2]

ความรู้สึกของคนทั่วไป คิดว่าดวงอาทิตย์ เป็นดาวโดดเดี่ยว (Solitary star) ใน ระบบสุริยะอันกว้างใหญ่ เพราะเป็นดาวที่ห่างไกล จากดาวดวงอื่นๆหลายปีแสง อย่างน้อยดาวใกล้ที่สุดจากโลก คือ Alpha Centauri มีระยะทางถึง 4.3 ปีแสง ถ้าความเร็วการเดินทางด้วยยานอวกาศ 35,000 ไมล์/ชั่วโมง ไปยังดาวดังกล่าว ต้องใช้เวลาถึง 40,000 ปี ในอวกาศมีพื้นที่เปรียบเสมือนมหาสมุทร มองไปทาง ไหนเวิ้งว้าง เหมือนนานๆจะเห็นเล็กๆสักเกาะหนึ่ง ดังนั้นระยะอันห่างไกล ทำให้รู้ลึกว่าโดดเดี่ยว ความเป็นจริงหากเปรียบเทียบแล้ว รอบๆนั้นยังมีดาวอีกมายมาก และเชื่อมโยงสนามแรงโน้มถ่วง บนผืนมิติเดียวกัน แสดงว่าดาวเหล่านั้นมิได้แยกตัวกันอยู่อย่างสันโดด อย่างน้อยดาวจะอยู่รวมกัน เป็นกระจุก (Cluster) ตั้งแต่ราว 10 ดวง จนกระทั่งมากกว่า 10,000 ดวง อาจถึง หลายล้านดวงก็ได้ มีขอบเขตระยะห่างหลายๆปีแสง ในทางทฤษฎี ดาวก่อกำเนิด ขึ้นเป็นกลุ่ม การก่อกำเนิดจะกระจายตัวกว้างออกไป โดยใช้เวลานับพันล้านปี และดาวเหล่านั้นเกิดขึ้นจากมีการผสมผสานสิ่งเหลือใช้ ใช้ของ กาแล็คซี่ (Galaxy)

ระบบดาว Alpha Centauri system ที่ใกล้โลกที่สุด

Gaia satellite (GAIA) เพื่อการสำรวจดาว 100,000 ดวง ถ่ายภาพดาวไม่น้อยกว่า 1,000,000 ภาพ สำรวจดาวเคราะห์ ระบบสุริยะพิเศษ 3,000 ดวง และดาวเคระห์ที่มืดสลัวอีก 5,000 ดวง สำรวจ Supernovae จำนวน 20,000 ดวง Quasars จำนวน 100-1,000 ดวง ดาวแปรแสง ประมาณ 1,000,000 ดวง พร้อมดาวหาง ดาวเคราะห์น้อย นับล้านรายชื่อ

ขบวนการหาตำตอบ ดวงอาทิตย์ มาจากไหนกัน คำตอบอาจมาจากกระจุกดาว (Star cluster) บางแห่งได้หรือไม่ ? และกระจุกดาว นั้นยังคงมีอยู่ เพราะกาแล็คซีทางช้างเผือกของเรามิได้อ้างว้าง มีดาวอยู่นับหลาย พันล้านดวง แต่ด้วยระยะเวลาที่ยาวนานมาก กระจุกดาวนั้นได้กระจายแยกออกไป เรื่อยๆจนห่างไกลกัน การผุดขึ้นของดวงอาทิตย์ครั้งแรกตอนเยาว์วัย ควรจะมีดาวที่เป็นญาติพี่น้องนับ พันดวง และดวงอาทิตย์เป็นหนึ่งในนั้น หากมองเห็นย้อนอดีตได้ พื้นที่อวกาศใน ขณะนั้น สว่างไสวไม่มีกลางคืน มีแต่กลางวันด้วยแสงของดาวมากมาย จากนั้นจึงปรากฎขึ้น เป็นระบบสุริยะภายหลัง เหตุด้วยระยะเวลายาวนานมากจาก ครั้นแรกที่กระจุกดาวก่อตัวถือกำเนิด วิธีการตรวจสอบตามหา ต้นกำเนิดและดาว ญาติพี่น้องของดวงอาทิตย์ ต้องใช้ดาวเทียม ของ European Space Agency's Global Astrometric Interferometer for Astrophysics (GAIA) เริ่มโครงการใน ปี ค.ศ. 2011 โดยคำนวณ Trajectory (แนววิถี) จากรูปแบบ โครงสร้างการก่อตัวเริ่มขึ้นของ กระจุกดาว (Star Clusters) จากการคาดการจนกระทั่ง การกระจายตัวออกไปใน ทิศทางสุดท้ายด้วยภายใต้เงื่อนไข ค้นหาฝุ่นก๊าซและหมอกอวกาศ ย้อนหลังกลับ ไปยังส่วนที่ หลงเหลือปรากฎอยู่ในระบบสุริยะ

การระเบิดของ Supernova อาจมีส่วนเกี่ยวข้องนำพาธาตุหนัก สู่ดวงอาทิตย์

ความสงสัยแรก ของการกำเนิดดวงอาทิตย์ จากการตรวจพบ เศษแร่ของดาว (Meteorites) อายุดึกดำบรรพ์ 2 ชิ้น พบว่า เป็นชนิด ในยุคการก่อตัวของระบบสุริยะ มีแร่ประเภท Nickel 60 ซึ่งแร่ดังกล่าวนี้ เกิดจากการเสื่อมลง ของ Radioactive Iron (กัมมันตรังสีของเหล็ก) ทำให้เห็น ย้อนกลับลงไปสู่ต้นกำเนิดจากเหล็ก อันเป็นจุดเริ่มต้นในขบวนการทางเคมี ที่มี การเปลี่ยนรูป (Metamorphose) เกี่ยวพันกัน Nickel 60 เป็นส่วนประกอบทางเคมี ที่ฟุ้งกระจายอยู่ในระบบสุริยะ และห่อหุ้มเป็น ส่วนผสม กับสะเก็ดดาวอายุอย่างน้อยราว 2.6 ล้านปี ซึ่งมีกัมมันตรังสี เป็นลักษณะ แสงระยิบระยับของ รังสีจักรวาล(Cosmic eye-blink) หรือถ้าเป็นอีกกรณี อาจจะมาจากแหล่งการระเบิดของ Supernova (อภิมหา- นิวเคลียร์จักรวาล) แต่การระเบิดแบบ Supernova ต้องย้อนเวลากลับไปถึง 1.8 ล้านปี นอกรัศมีไกลไป 5 ปีแสง แนวคิดต่อการกำเนิดของดวงอาทิตย์ ที่ยังต้องโต้แย้ง ข้อมูลของดวงอาทิตย์ ที่ถือกำเนิดมาพร้อมๆกับ กระจุกดาวนั้นเปรียบเป็นแนวคิด แบบClassical (จินตกวีนิพนธ์) ซึ่งพบได้ในบันทึกทั่วไป ในทางวิชาดาราศาสตร์ ซึ่งกระจุกดาวมี 2 ประเภทคือ กระจุกดาวเปิด (Open clusters) และกระจุกดาว ทรงกลม (Globular clusters) Open clusters (กระจุกดาวเปิด) ทั่วไปมีอายุน้อยราว 700 ล้านปี จำนวนสมาชิก ในกลุ่มหนาแน่นน้อยราว 350 ดวง เช่น The Beehive Cluster (M44) ดั้งเดิมมัก ชุมนุมกันอยู่ บริเวณตามแนวระนาบ ของทางช้างเผือก (Plane of milky way galaxy) แต่ในทางกลับกัน Globular clusters (กระจุกดาวทรงกลม) เป็นกระจุกดาวที่เก่า แก่มากๆอายุ 12 พันล้านปี แต่ละกระจุก สมาชิกดาวหนาแน่นมากราว 1 ล้านดวง และจะไม่อยู่ในบริเวณ ตามแนวระนาบของทางช้างเผือก เช่น M 15 ทั้งสองกรณี จึงเป็นสิ่งที่ยากต่อการสรุปความได้ว่าดวงอาทิตย์ มาจากกระจุกดาว ประเภทใด แต่หากมาพิจารณาเรื่องอายุกำเนิด 4.6 พันล้านปี ของดวงอาทิตย์นั้น ถูกต้อง คงสามารถแสดงเงื่อนไขว่าก่อตัวใน Globular clusters (กระจุกดาวทรง กลม) บริเวณ Galactic disk (ในรัศมี 60,000 ปีแสง จากจุดศูนย์กาแล็คซี่) กระนั้น ก็ยังมีข้อโต้แย้งกันอยู่

แนวระนาบ ของทางช้างเผือก (Plane of milky way galaxy)

กระจุกดาวเปิด The Beehive Cluster (M44)

กระจุกดาวทรงกลม M 15

ตำแหน่งปัจจุบัน ของระบบสุริยะ ใน Milky way galaxy

การเกิดขึ้น ของกระจุกดาวดวงอาทิตย์ พื้นฐานการสำรวจและอนุมานคุณสมบัติ แหล่งกำเนิดดวงอาทิตย์ในกระจุกดาว (The birth of the Sun's cluster) โดย J.Jeff Hester และ Steven J. Desch Arizona State University เป็นกรณีย้อนโครงสร้างเพื่อให้เห็นการก่อตัวของ ดวงอาทิตย์ (ตามลำดับภาพ 1-8)

1.หมอก โมเลกุลก๊าซ ขนาดใหญ่ยักษ์ (Giant cloud of molecular gas) ยุบตัว รวมกันเป็นการกดทับด้วยน้ำหนักของตนเอง อาจมีขนาดใหญ่กว่าระบบสุริยะนับ หลายเท่า

2.ดาวมวลยักษ์ (Massive star) จะหลั่งไหล กัมมันตรังสีรังสี Ultraviolet และ ละอองไอออน ออกมารอบๆก๊าซ เกิดแรงกระเพื่อม สะท้านออกมาด้านหน้า (Shock front) ด้วยความเร็ว ราว 2-3กิโลเมตร/วินาที จากนั้นอย่างน้อย 2-3 ล้านปี บริเวณ Shock front เกิดการรวมตัวกันของก้อน ก๊าซ (Gas clumps) ขึ้นและมีความกดดันกันเอง จนยุบตัวลงรวมกันเป็นต้นกำเนิด ของดาว ซึ่งเป็นลักษณะการเกิดของดวงอาทิตย์เช่นกัน

3.หลังจากนั้นต่อมาราว 100,000 ปี ละอองไอออนที่อยู่ขอบด้านหน้า (Ionization front) ที่มีปฎิกิริยาต่อดาวเกิดใหม่ หยุดการเดือดพล่าน ระบายก๊าซออกมาบริเวณ ขอบเขตรอบๆ ก๊าซนั้นเกิดเชื่อมโยงกับหมอกโมเลกุลก๊าซขึ้นเป็นระบบ

4.และอีกต่อมาราว 100,000 ปี ละอองไอออนที่อยู่ขอบด้านหน้า (Ionization front) ซึ่งมีปฎิกิริยาต่อดาวเกิดใหม่ หยุดการเดือดพล่าน ระบายก๊าซออกมาบริเวณ ขอบเขตรอบๆก๊าซ เกิดมีทรงสันฐานคล้ายกับสร้างรูปร่าง (Finger of gas) เชื่อม โยงกับหมอกโมเลกุลก๊าซขึ้นเป็นระบบ

5.ภายใน 10,000 ปี ก้อนก๊าซหยุดระบายความร้อนโดยสิ้นเชิง แผ่นจานกลม ต้นแบบดวงอาทิตย์ในระบบดาวเคราะห์ (Sun's protoplanetary disk) เกิดขึ้น จาก รังสี Ultraviolet อย่างไม่มั่นคงนัก ถัดมาระยะเวลา 10,000 ปี หรือมากกว่านั้น รังสีจะเซาะกัด แผ่นจานกลม (Disk) กินพื้นที่ออกมาในรัศมีราว 50 AU.

6.ผ่านพ้นไปอีก 2 ล้านปี หลังจากที่ ดาวมวลยักษ์ (Massive star) ก่อตัวขึ้นมา ในระบบสุริยะนั้น ขณะเดียวกัน ก็เป็นการระเบิดแตกของเศษซากพร้อมๆกัน การระเบิดออกดังกล่าว ทำให้เกิด Radioisotopes (ธาตุที่ถูกเปลี่ยนแปลงไปโดย กัมมันตรังสี) อย่างใหม่ๆสดๆ ซึ่งเป็นสิ่งที่รวมเข้าเป็น Building Block (ชิ้นส่วนโครง ย่อยในโครงสร้าง) ของระบบดาวเคราะห์และเป็นพลังงาน กระตุ้นทางธรณีวิทยา ตั้งแต่ครั้นบรรพกาล

7.บางครั้งช่วงเวลาภายใน 100 ล้านปี หรือราวๆนั้น ดาวดวงอื่นในกระจุกดาว (ซึ่ง เป็นกระจุกดาวเก่าแก่) ในรัศมี 2,000-3,000 AU. จากศูนย์กลางของดวงอาทิตย์ มีดาวหางเกิดขึ้นจำนวนมาก เป็นสภาพแวดล้อมเช่นแบบเดียวกับ ขอบระบบสุริยะ ต่างมีเส้นทางโคจรมุ่งเข้าสู่ดวงอาทิตย์

8.ด้วยความอ่อนแอของสนามแรงโน้มถ่วง จากพฤติกรรมของโครงสร้างตน (Self-destruction) ด้วยความหนาแน่น และมีจำนวนมากของดาว ทำให้สมาชิก ในกระจุกดาว (Cluster members) ถอยห่างกระจายตัวออกไปตลอดช่วง 100- 200ล้านปี อย่างเลื่อยลอย รวมถึงดวงอาทิตย์ด้วย