สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ เผยข้อมูล 85% ของ "ดาวฤกษ์" ที่เราเห็นอยู่บนท้องฟ้าเป็น "ดาวคู่" ที่มีสมาชิกมากกว่า 1 ดวง ต่างจากดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะ
วันที่ 14 กุมภาพันธ์ 2567 มีรายงานว่า เพจเฟซบุ๊ก NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ได้โพสต์ข้อความระบุว่า ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ที่เรามองเห็นอยู่บนท้องฟ้า ไม่ได้เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่อย่างโดดเดี่ยวเหมือนกับดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา แต่เป็นระบบดาวฤกษ์ที่มีสมาชิกมากกว่า 1 ดวง
หากเป็นระบบดาวฤกษ์ 2 ดวงจะเรียกว่า "ระบบดาวคู่" หรือ "Binary star system" หรือบางระบบอาจมีสมาชิกมากกว่า 2 ดวงขึ้นไป เรียกว่า "Multiple star system" ดาวฤกษ์ที่อยู่กันเป็นระบบลักษณะนี้สามารถพบได้ทั่วไป อาจมีสัดส่วนมากถึง 85% ของดาวฤกษ์ทั้งหมดบนท้องฟ้า ขณะที่อีก 15% เป็นดาวฤกษ์ที่อยู่อย่างโดดเดี่ยวแบบดวงอาทิตย์ของเรา
ดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้นจากกลุ่มฝุ่น และแก๊สที่ล่องลอยอยู่ในอวกาศ หรือที่เรียกกันว่า "เนบิวลา" อะตอมและโมเลกุลของฝุ่นและแก๊สจะค่อยๆ เกาะกลุ่มรวมตัวกันด้วยแรงโน้มถ่วง แม้จะน้อยนิดแต่ก็เพียงพอที่เกิดเป็นจุดที่มีความหนาแน่นของกลุ่มแก๊สมากกว่าบริเวณอื่น
ยิ่งมีความหนาแน่นมาก ก็ยิ่งมีแรงโน้มถ่วงมากขึ้น ทำให้สามารถดึงดูดมวลสารโดยรอบเข้ามาได้เป็นวงกว้างขึ้น จนกระทั่งมีอุณหภูมิและความหนาแน่นมากเพียงพอ จนเกิดปฏิกิริยา "นิวเคลียร์ฟิวชัน" หลอมรวมไฮโดรเจนให้เป็นฮีเลียมขึ้น นั่นคือจุดเริ่มต้นของการเป็น "ดาวฤกษ์"
ทั้งนี้ จุดที่มีความหนาแน่นสูงกว่าบริเวณอื่นภายในเนบิวลานั้น ไม่จำเป็นจะต้องมีเพียงจุดเดียว สามารถมีได้หลายจุด และถ้าแต่ละจุดไม่ได้โดนดึงดูดกันเองจนรวมตัวเป็นจุดเดียวไปเสียก่อน ก็จะสามารถก่อตัวไปเป็นดาวฤกษ์ได้ และกลายเป็นระบบดาวฤกษ์ที่มีสมาชิกได้หลายดวงในที่สุด โดยแต่ละดวงจะโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลของระบบนั้นๆ
...
ยกตัวอย่างเช่น หนึ่งในระบบดาวฤกษ์ที่มีจำนวนดาวฤกษ์เยอะที่สุดก็คือ "ดาวคาสเตอร์ (Castor)" หนึ่งในดาวฤกษ์ที่สว่างเด่นประจำกลุ่มดาวคนคู่ (Gemini)* เมื่อมองด้วยตาเปล่าจะเห็นเป็นดาวฤกษ์สีขาวสว่างเพียงดวงเดียว แต่เมื่อมองผ่านกล้องโทรทรรศน์ที่มีขนาดใหญ่ และกำลังแยกภาพสูง จะมองเห็นดาวทั้งหมด 3 ดวง ขณะที่อีก 3 ดวงนักดาราศาสตร์วิเคราะห์จากการศึกษาสเปกตรัมของดาวฤกษ์แต่ละดวง
*กลุ่มดาวคนคู่ที่ดูโรแมนติก แต่สุดท้าย … เป็นได้แค่พี่น้อง อ่านนิทานกลุ่มดาวเพิ่มเติมได้ที่นี่ (คลิก)
ความสำคัญของระบบดาวคู่
การศึกษาทางดาราศาสตร์นั้น นักดาราศาสตร์ทำได้เพียงสังเกตการณ์ "แสง" ที่มาจากวัตถุท้องฟ้า แล้วอาศัยเทคนิคและวิธีการต่างๆ ในการวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพของวัตถุนั้นๆ ออกมา ทั้งความสว่าง ธาตุองค์ประกอบ ระยะห่าง ความเร็วในการเคลื่อนที่
ทั้งนี้ค่า "มวล" เป็นหนึ่งในค่าที่มีความสำคัญมากที่สุดสำหรับการศึกษาดาวฤกษ์ ดาวฤกษ์จะวิวัฒนาการไปทางใด และมีจุดจบแบบใดนั้น ขึ้นอยู่กับค่าๆ เดียว นั่นก็คือค่ามวล แต่ทั้งนี้ก็เป็นค่าที่ซับซ้อนและต้องใช้เวลาวิเคราะห์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งกับดาวฤกษ์ที่ล่องลอยอย่างโดดเดี่ยว
ปัจจุบันนี้หนึ่งในเทคนิคที่นักดาราศาสตร์ใช้วิเคราะห์ค่ามวล คือ การวิเคราะห์จาก "แรงโน้มถ่วง" ของวัตถุนั้นที่กระทำต่อวัตถุโดยรอบ ยกตัวอย่างเช่นในระบบสุริยะของเรา เราสามารถทราบค่ามวลของดวงอาทิตย์ได้ โดยคำนวณจากคาบการโคจรของดาวเคราะห์ต่างๆ ที่กำลังโคจรรอบดวงอาทิตย์ ค่าเหล่านี้สื่อถึงอิทธิพลแรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์ ซึ่งสามารถใช้คำนวณหาค่ามวลที่เป็นต้นกำเนิดของแรงโน้มถ่วงนี้ได้
อย่างไรก็ดี สำหรับดาวฤกษ์ดวงอื่นที่อยู่อย่างโดดเดี่ยวบนท้องฟ้า เป็นเรื่องยากที่เราจะมองเห็นดาวเคราะห์ในระบบดาวฤกษ์นั้นๆ ได้ ทำให้เราไม่ทราบอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ดวงนั้นเลย จึงไม่สามารถวิเคราะห์ค่ามวลออกมาได้
แต่สำหรับระบบดาวคู่ หรือระบบดาวที่มีสมาชิกมากกว่า 2 ดวง นักดาราศาสตร์จะวิเคราะห์ค่ามวลของระบบออกมาได้โดยง่าย เพราะดาวฤกษ์แต่ละดวงจะโคจรรอบจุดสมดุลของระบบที่เราเรียกกันว่า "จุดศูนย์กลางมวล" (Center of mass) เพียงแค่วิเคราะห์การเปลี่ยนแปลงความสว่าง หรือการเคลื่อนที่ของดาวฤกษ์ แล้วอาศัย "กฎของ Kepler" และ "กลศาสตร์ของ Newton" ในการคำนวณ ก็จะสามารถวิเคราะห์ค่ามวลของระบบออกมาได้ในทันที
ดังนั้น ระบบดาวคู่ จึงมีความสำคัญอย่างมากในการศึกษาดาราศาสตร์ด้านดาวฤกษ์ เป็นเสมือนห้องทดลองบนท้องฟ้า ที่นักดาราศาสตร์ไม่เพียงแต่ใช้วิเคราะห์ค่ามวลของดาว ซึ่งเป็นตัวแปรพื้นฐานในการทำความเข้าใจธรรมชาติของดาวฤกษ์ แต่ยังสามารถใช้ศึกษาวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ การก่อตัวของระบบดาวฤกษ์หลายดวง ทดสอบแบบจำลองทางทฤษฎี รวมไปถึงการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่มี ดวงอาทิตย์" มากกว่า 1 ดวง เป็นต้น
ภาพประกอบ : ภาพระบบดาวคู่ในกลุ่มดาวหมีใหญ่ (Ursa Major) ประกอบด้วย ดาว Alcor (ดวงซ้าย) และ Mizar (ดวงขวา)
เรียบเรียง : ธนกร อังค์วัฒนะ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.
ขอบคุณข้อมูลจาก เฟซบุ๊ก NARIT สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ