"Mira the Wonderful” ดาวแปรแสงดวงแรกที่น่าพิศวง

กระทู้คำถาม

ดาราศาสตร์ อวกาศ นักวิทยาศาสตร์ ภาพถ่ายขั้นสูง

Mira (Omicron Ceti) Cr.ภาพ Wikisky

แม้มนุษย์จะรู้จักดาวไมรา (Mira) มาเป็นเวลากว่า 400 ปี แต่ยังไม่มีนักดาราศาสตร์ที่สามารถถ่ายได้ภาพของดาวดวงนี้เป็นสองดวงได้เลย จนกระทั่งถึงยุคของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล โดยภาพจากกล้องฮับเบิลสามารถแยกภาพได้ว่า ดาวไมราซึ่งเป็นดาวยักษ์สีแดงมีดาวสหายขนาดจิ๋วสีน้ำเงินแต่ร้อนแรงอยู่ใกล้ ๆ และดาวทั้งสองต่างก็มีปฏิสัมพันธ์ต่อกัน อย่างใกล้ชิด

ดาวไมราได้ถูกค้นพบเป็นครั้งแรกเมื่อวันที่ 13 กันยายน 1596 โดย David Fabricus นักดาราศาสตร์ชาวดัทช์ ซึ่งค้นพบโดยความบังเอิญเพราะเข้าใจผิดคิดว่าเป็นโนวา เขาตั้งชื่อว่า Mira มีความหมายว่า อัศจรรย์ ต่อมานักดาราศาสตร์จึงได้ทราบว่าดาวนี้เป็นดาวแปรแสง ซึ่งเป็นดาวแปรแสงชนิดแรกที่มนุษย์รู้จัก
ไมรามีชื่อทางการว่า โอไมครอน ซีตัส (Omicron Ceti) เป็นดาวต้นแบบของดาวแปรแสงชนิดหนึ่งซึ่งเรียกว่าดาวแปรแสงชนิดไมรา (Mira-type variable) ครั้งหนึ่งไมราเคยมีลักษณะคล้ายดวงอาทิตย์ แต่ในปัจจุบันดาวดวงนี้อยู่ในช่วงเป็นดาวยักษ์แดงซึ่งเป็นช่วงบั้นปลายของชีวิต มีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำ และมีความสว่างผันแปรมาก มีคาบการแปรแสง 332 วัน

นักดาราศาสตร์ในยุคก่อนเรียกมันว่า "Mira the Wonderful” ดาวดวงนี้อยู่ไกลจากเราประมาณ 300 ปีแสงในกลุ่มดาวซีตัส (Cetus) สิ่งที่น่าสนใจก็คือ ดาวดวงนี้เป็นดาวแปรแสงที่มีความพิเศษคือ เคลื่อนที่เร็วมากด้วยความเร็ว 130 กิโลเมตรต่อวินาที และขณะเดียวกันก็สลัดมวลสารจำนวนมากออกสู่อวกาศและมีความสว่างไม่คงที่ นอกจากนี้ ช่วงเวลาที่มันสว่างที่สุดกับจางที่สุดยังแตกต่างกันมาก อีกทั้งคาบการแปรแสงของมันก็ค่อนข้างสม่ำเสมอ

Mira หรือ Omicron Ceti (ο Ceti) เป็นระบบดาวคู่ ประกอบไปด้วยดาว Mira A ซึ่งเป็นดาวยักษ์แดงที่แปรแสงอยู่กับคู่ของมันชื่อ Mira B ซึ่งเป็นดาวแคระขาว Mira A คือดาวแปรแสงประเภทหนึ่งซึ่งตั้งตามชื่อของมันว่า Mira variables ซึ่งบนท้องฟ้ามีดาวประเภทนี้ที่รู้จักกันแล้ว 6–7 พันดวงซึ่งทั้งหมดเป็นดาวยักษ์แดง ซึ่งดาวประเภทนี้จะมีการขยายตัวและหดตัวเป็นคาบ ทำให้เราเห็นมันสว่างขึ้นและจางลงจากการขยายตัวและหดตัวนั้น ดาวแปรแสงประเภทนี้มีคาบการแปรแสงในช่วงประมาณ 80 ถึงกว่า 1,000 วัน

ในกรณีของ Mira มันมีคาบการแปรแสงประมาณ 332 วันหรือประมาณ 11 เดือน ในช่วงเวลาที่มันสว่างที่สุดมันจะมีอันดับความสว่างประมาณ 3.5 แมกนิจูดโดยเฉลี่ย แต่ก็อาจสว่างได้ถึงอันดับความสว่าง 2.0 หรือจางกว่านั้นที่ 4.9
ส่วนช่วงเวลาที่จางที่สุดมันจะมีอันดับความสว่างในช่วง 8.6 ถึง 10.1 ความแตกต่างของความสว่างจากช่วงสว่างที่สุดจนถึงจางที่สุดจะต่างกันมากถึง 1,700 เท่า
ในช่วงเวลาที่มันสว่างที่สุดเราสามารถมองเห็นดาวดวงนี้ได้ด้วยตาเปล่า สว่างพอสมควร บางครั้งก็สว่างมากจนเกือบจะเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดในกลุ่มดาวซีตัส แต่ในช่วงที่จางที่สุดเราจะไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า โดยต้องใช้กล้องสองตาหรือกล้องดูดาวจึงจะเห็นได้ ส่วนใหญ่จะมองเห็นได้ในช่วงเดือนกันยายน - พฤศจิกายน

[ภาพบน] ดาวทางขาวคือ ไมรา A ซึ่งเป็นดาวยักษ์แดงกับดาวสหายอยู่ทางซ้าย ภาพนี้ถ่ายในย่านแสงขาวด้วยกล้องวัตถุจาง (FOC) เมื่อวันที่ 11 ธันวาคม 1995
[ภาพล่างซ้าย] เป็นภาพขยายของดาวไมราถ่ายในย่านแสงขาว แสดงถึงรูปร่างบิดเบี้ยวเหมือนลูกรักบี้ ซึ่งอาจเป็นสาเหตุของความเปลี่ยนแปลงของความสว่างของดาว
[ล่างขวา] ภาพขยายของดาวไมรา ถ่ายในย่านแสงอัลตราไวโอเลต มีแขนเป็นรูปเคียวยื่นออกไปทางดาวสหาย ซึ่งอาจเป็นแก๊สของดาวไมราที่กำลังถูกดาวสหายดูดเอาไป
ภาพนี้ถ่ายโดย มาร์การิตา คารอฟสกา และจอห์น เรย์มอนด์ จากศูนย์ฟิสิกส์ดาราศาสตร์ฮาร์วาร์ด-สมิทโซเนียน (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) วาร์เรน แฮก จาก Space Telescope Science Institute และเอ็ดเวิร์ด ไกแนน จากมหาวิทยาลัยวิลาโนวา ใช้กล้องวัตถุจาง (Faint Object Camera) ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายภาพของดาวไมราทั้งในย่านแสงขาวและแสงอัลตราไวโอเลต ซึ่งผลงานนี้ได้ตีพิมพ์ลงในวารสาร Astrophysical Journal Letters

(ภาพจากดาวเทียมกาเล็กซ์ของนาซา แสดงหางซึ่งเกิดจากสสารที่พ่นออกมาจากดาวไมรา ดาวไมราคือจุดสีขาวที่อยู่ทางขวา กำลังเคลื่อนที่จากทางซ้ายของภาพมาทางขวา จุดเล็กมากมายในพื้นหลังของภาพคือดาวดวงอื่นและดาราจักรอื่นที่อยู่ไกลออกไป ดาวสว่างทางซ้ายเป็นดาวดวงอื่นที่อยู่ใกล้โลกมากกว่าดาวไมรา ภาพนี้ถ่ายไว้ระหว่างวันที่ 18 พฤศจิกายน ถึง 15 ธันวาคม 2006) (ภาพจาก NASA/JPL-Caltech)

ต่อมาดาวเทียมของนาซาที่ชื่อว่า กาเล็กซ์ (Galaxy Evolution Explorer (GALEX)) ได้ส่องสำรวจท้องฟ้าและพบว่า ดาวไมรา ก็มีหางเหมือนกัน

หางของดาวไมรามีความยาว 13 ปีแสง หรือยาวกว่าความยาวของระบบสุริยะของเรานับพันเท่า และหางนี้เป็นเครื่องมือเพียงหนึ่งเดียวที่ช่วยการศึกษาดาวฤกษ์แบบดวงอาทิตย์ของเราว่าจะมีจุดจบเช่นใด และจะมีส่วนช่วยในการให้กำเนิดระบบสุริยะใหม่ได้อย่างไร เมื่อดาวไมราเคลื่อนที่ผ่านไปจะทิ้งสสารเอาไว้เป็นทางยาวที่ประกอบด้วยคาร์บอน ออกซิเจน และธาตุสำคัญอื่นอีกหลายชนิดที่จำเป็นต่อการสร้างดาวฤกษ์ ดาวเคราะห์ และแม้แต่สร้างชีวิต

การที่ดาวไมรา ปล่อยสสารออกมาพร้อมกับเคลื่อนที่ไปอย่างต่อเนื่อง หางของดาวไมราจึงเป็นเสมือนแถบบันทึกที่แสดงองค์ประกอบของสสารที่พ่นออกมาในช่วงเวลาต่าง ๆ นักดาราศาสตร์พบว่าสสารที่ปลายหางซึ่งเป็นส่วนที่อายุมากที่สุดถูกสลัดออกมาจากดาวเมื่อ 30,000 ปีก่อน

สสารที่พ่นออกมาทั่วบริเวณที่มันอยู่เหมือนหนอนไหมที่พ่นใยออกมาจนเป็นรังไหมห่อหุ้มตัวเอง รังไหมแก๊สนี้ก็คือเนบิวลาดาวเคราะห์ที่มีสีสันสดใสและ เนบิวลานี้จะจางลงไปทีละน้อยจนกระทั่งสุดท้ายจะเหลือเพียงแกนดาวที่เปลือยเปล่าของดาวดั้งเดิม ซึ่งก็คือดาวแคระขาว

นอกจากหางของไมราแล้ว กาเล็กซ์ยังตรวจพบ Bow shock (แนวเขตคลื่นสะท้าน) ซึ่งเป็นแนวปะทะของลมร้อนจากดาวกับแก๊สในอวกาศ และสายของสสารสองสายพ่นออกจากดาวทางด้านหน้าและด้านหลัง นักดาราศาสตร์เชื่อว่าแก๊สร้อนใน Bow shock ทำให้แก๊สที่พ่นออกมาจากดาวร้อนขึ้นจนเรืองแสงอัลตราไวโอเลต เมื่อสารร้อนเรืองแสงนี้ถูกดาวปล่อยทิ้งไว้ข้างหลัง จะบิดไปมาเหมือนริ้วคลื่นบนผิวน้ำเมื่อเรือเคลื่อนผ่านไป

ปัจจุบันไมราเป็นดาวที่ในทางฟิสิกส์ดาวฤกษ์เรียกว่าดาว Giant asymptotic branches ซึ่งมีสีแดงและพองบวมจนมีขนาดใหญ่มหึมา หากนำดาวไมรา
มาวางแทนที่ดวงอาทิตย์ ขนาดของมันจะล้ำไปจนถึงวงโคจรของดาวอังคาร นักวิทยาศาสตร์คาดว่าดวงอาทิตย์ของเราก็จะกลายเป็นเช่นนี้ในอีกราวห้าพันล้านปีข้างหน้า
ดาวยักษ์แดงเช่นดาวไมรานี้จะพ่นมวลสารออกสู่อวกาศด้วยอัตราเร็วมาก ประมาณว่าทุกสิบปีดาวจะพ่นสสารออกมาเท่ากับโลกทั้งดวง ดังนั้นตลอดเวลา 30,000 ปีที่ผ่านมาซึ่งเป็นอายุต่ำสุดของหางนี้ ดาวไมราได้พ่นสสารออกมาเท่ากับโลก 3,000 ดวง หรือดาวพฤหัสบดี 9 ดวง

(Mira ที่มองเห็นจากพื้นโลก)

Cr.https://www.wikiwand.com/en/Mira