งานวิจัยใหม่เผย “วัตถุระหว่างดาวฤกษ์” มีโอกาสที่จะพุ่งชนโลก โดยนักวิทย์ได้คำนวณพื้นที่ที่คาดว่าอาจเสี่ยงถูกวัตถุดังกล่าวพุ่งชนมากที่สุด
เรื่องของ “วัตถุระหว่างดาวฤกษ์” (Interstellar Object) กลายเป็นที่พูดถึงมากขึ้น หลังการมาเยือนของดาวหาง 3I/Atlas ที่กำลังโคจรอยู่ในระบบสุริยะจักรวาล
วัตถุระหว่างดาวฤกษ์ คือวัตถุที่เดินทางอยู่ในอวกาศระหว่างดาวฤกษ์ โดยไม่ยึดติดอยู่กับดาวฤกษ์ดวงใดเป็นพิเศษ วัตถุเหล่านี้อาจเป็นดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง หรือวัตถุอื่น ๆ ที่โคจรรอบดวงอาทิตย์เพียงชั่วคราว ก่อนจะเดินทางออกจากแต่ละระบบสุริยะไป
ภาพจำลองวัตถุพุ่งชนโลก
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา วัตถุระหว่างดาวฤกษ์ 3 ดวงที่มีชื่อเสียงซึ่งโคจรเข้ามาในระบบสุริยะชั้นในประกอบด้วย “โอมูอามูอา” โคจรมาและจากไปในปี 2017 ต่อมาคือดาวหาง 2l/Borisov ซึ่งปรากฏในปี 2019 และล่าสุดคือดาวหาง 3I/Atlas ในปี 2025
นักวิทยาศาสตร์ประเมินว่า วัตถุระหว่างดาวฤกษ์จำนวนมากน่าจะโคจรผ่านระบบสุริยะของเราตลอดประวัติศาสตร์อันยาวนาน 4.6 พันล้านปี เป็นไปได้ว่าวัตถุบางดวงอาจเคยพุ่งชนโลก และทำให้เกิดหลุมอุกกาบาตโบราณบางแห่ง
ทั้งนี้ ไม่มีเหตุผลที่จะเชื่อว่าวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ในปัจจุบันน้อยลงกว่าในอดีต นั่นหมายความว่า พวกมันมีความเสี่ยงที่จะพุ่งชนโลก ทำให้นักวิทยาศาสตร์พยายามหาวิธีประเมินความเสี่ยงนั้น
งานวิจัยใหม่ที่นำโดย ดาร์ริล เซลิกแมน ผู้ช่วยศาสตราจารย์ประจำภาควิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์ มหาวิทยาลัยรัฐมิชิแกน ได้พยายามหาคำตอบดังกล่าว
ทีมวิจัยระบุว่า “ในงานวิจัยนี้ เราคำนวณองค์ประกอบวงโคจร การแผ่รังสี และความเร็วที่คาดการณ์ไว้ของวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ที่พุ่งชนโลก”
ทั้งนี้ งานวิจัยของพวกเขาไม่ได้คำนวณจำนวนวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ เพราะไม่มีข้อจำกัดเกี่ยวกับจำนวนที่จะนำมาพิจารณา งานของพวกเขาเกี่ยวข้องกับการคาดการณ์การกระจายตัวเท่านั้น
เมื่อพูดถึงแหล่งกำเนิดของวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ พวกเขามุ่งเน้นไปที่ “ดาวแคระแดง” ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ประเภทที่มีจำนวนมากที่สุดในทางช้างเผือก ประมาณ 75% เนื่องจากเป็นที่เข้าใจกันว่า วัตถุระหว่างดาวฤกษ์ส่วนใหญ่จะถูกขับออกจากระบบสุริยะของดาวแคระแดง
อย่างไรก็ตาม ทีมวิจัยยอมรับว่า การศึกษาด้วยมุมมองดังกล่าวค่อนข้างมีอคติ (Biased) เนื่องจากความจริงแล้ว “จลนศาสตร์ของวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ไม่มีข้อจำกัด”
นักวิจัยใช้การจำลองเพื่อพยายามทำความเข้าใจปัญหานี้ “เราสร้างประชากรวัตถุระหว่างดาวฤกษ์สังเคราะห์ประมาณ 1,010 ดวงด้วยจลนศาสตร์ของดาวแคระแดง เพื่อให้ได้วัตถุที่พุ่งชนโลกประมาณ 104 ดวง”
การจำลองของพวกเขาแสดงให้เห็นว่า วัตถุระหว่างดาวฤกษ์มีโอกาสสูงเป็น 2 เท่าที่จะมาจาก 2 ทิศทาง คือ “จุดยอดสุริยะ” (Solar Apex) และ “ระนาบกาแล็กซี” (Galactic Plane)
จุดยอดสุริยะ คือ ทิศทางที่ดวงอาทิตย์ของเรากำลังเคลื่อนที่ไปในอวกาศ เมื่อเทียบกับดาวฤกษ์อื่น ๆ ที่สังเกตได้ พูดง่าย ๆ คือ เส้นทางที่ดวงอาทิตย์เคลื่อนที่ผ่านทางช้างเผือก
วัตถุระหว่างดาวฤกษ์มีแนวโน้มที่จะมาจากจุดยอดสุริยะมากกว่า เนื่องจากดวงอาทิตย์กำลังเคลื่อนที่ไปในทิศทางนั้น เปรียบเสมือนการขับรถแล้วชนกับหยดน้ำฝน
ส่วน ระนาบกาแล็กซี คือ บริเวณที่ราบเรียบและมีรูปร่างคล้ายจาน ซึ่งทางช้างเผือกตั้งอยู่ เนื่องจากเป็นบริเวณที่ดาวฤกษ์ส่วนใหญ่อยู่ วัตถุระหว่างดาวฤกษ์จึงมีแนวโน้มที่จะมาจากบริเวณนี้ โดยวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ที่โคจรเข้ามาจากด้านนี้จะมีพื้นที่หน้าตัดการชนที่สูงกว่า
การจำลองยังแสดงให้เห็นว่า วัตถุระหว่างดาวฤกษ์จากจุดยอดสุริยะและระนาบกาแล็กซีจะมีความเร็วสูงกว่า
อย่างไรก็ตาม วัตถุระหว่างดาวฤกษ์ที่สามารถชนโลกได้คาดว่าต้องมีความเร็วต่ำ เนื่องจากวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ที่สามารถชนโลกได้มักจะเป็นวัตถุไฮเพอร์โบลิกที่มีความเยื้องศูนย์ต่ำ แรงโน้มถ่วงของดวงอาทิตย์มีผลต่อวัตถุเหล่านี้มากกว่า และสามารถจับวัตถุที่เคลื่อนที่ช้ากว่าและเปลี่ยนทิศทางให้เคลื่อนที่ผ่านโลกได้ดีกว่า
ฤดูกาลก็มีความสำคัญเช่นกัน วัตถุระหว่างดาวฤกษ์ที่มีความเร็วการชนสูงสุดมีแนวโน้มที่จะผ่านโลกในช่วงฤดูใบไม้ผลิมากกว่า เนื่องจากโลกกำลังเคลื่อนตัวเข้าใกล้จุดยอดสุริยะ แต่ฤดูหนาวจะเป็นช่วงที่อาจเกิดการชนได้มากกว่า เนื่องจากในช่วงเวลาดังกล่าว โลกจะอยู่ในตำแหน่งที่ห่างจากจุดยอดสุริยะ
เมื่อพิจารณาถึงพื้นที่บนโลกที่มีความเสี่ยงต่อการถูกวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ชนมากที่สุดนั้น จากการจำลองพบว่า “พื้นที่ละติจูดต่ำใกล้เส้นศูนย์สูตรจะมีความเสี่ยงสูงสุด”
นอกจากนี้ ยังมีความเสี่ยงต่อการชนเพิ่มขึ้นเล็กน้อยในซีกโลกเหนือ (North Hemisphere) ซึ่งเป็นพื้นที่ที่ประชากรเกือบ 90% อาศัยอยู่
ดังที่ได้อธิบายไว้ก่อนหน้านี้ งานวิจัยนี้พิจารณาเฉพาะวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ที่พุ่งออกมาจากระบบดาวแคระแดงเท่านั้น
ทีมวิจัยบอกว่า “การกระจายตัวเหล่านี้ใช้ได้เฉพาะกับวัตถุระหว่างดวงดาวที่มีจลนศาสตร์ของดาวแคระแดง จลนศาสตร์ที่สมมติขึ้นต่างกันน่าจะเปลี่ยนแปลงการกระจายตัวที่นำเสนอในงานวิจัยนี้”
แต่พวกเขาชี้ให้เห็นว่า ประเด็นหลักในงานวิจัยของพวกเขาน่าจะใช้ได้กับจลนศาสตร์อื่น ๆ ด้วย “ลักษณะเด่นที่สรุปไว้ในส่วนนี้น่าจะใช้ได้กับจลนศาสตร์อื่น ๆ ด้วย ซึ่งอาจจะทำให้เกิดผลกระทบโดยรวมที่เบาบางลงหรือชัดเจนขึ้น”
ขอย้ำอีกครั้งว่า งานวิจัยนี้ไม่ได้ทำนายจำนวนวัตถุระหว่างดาวฤกษ์ และไม่มีวิธีการวัดจำนวนนั้น ทีมวิจัยบอกว่า “ในงานวิจัยนี้ เราตั้งใจจะไม่ทำนายอัตราการพุ่งชนของวัตถุระหว่างดาวฤกษ์อย่างเด็ดขาด”
แต่ผลลัพธ์เหล่านี้จะถูกนำไปใช้ในการสังเกตการณ์ในอนาคตกับหอดูดาว Vera Rubin Observatory (VRO) และโครงการ Legacy Survey of Space and Time (LSST)
งานวิจัยนี้ให้แนวคิดแก่นักดาราศาสตร์เกี่ยวกับการกระจายตัวของวัตถุที่ควรตรวจพบ ว่าวัตถุที่ส่งผลกระทบต่อโลกน่าจะมาจากที่ใด มีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อโลกมากที่สุดเมื่อใด และมีแนวโน้มที่จะส่งผลกระทบต่อที่ใด
เมื่อ VRO และ LSST เริ่มทำงาน นักดาราศาสตร์จะเริ่มรวบรวมข้อมูลที่จะสนับสนุนหรือลบล้างการค้นพบเหล่านี้
นักวิจัยเปิดพื้นที่เสี่ยง มีโอกาสถูก “วัตถุระหว่างดาวฤกษ์” พุ่งตกใส่