เมื่อเร็ว ๆ นี้กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลได้เจอกับวัตถุในแถบไคเปอร์ที่มีการเกี่ยวพันกันสามวัตถุที่อาจจะช่วยทำให้เราทำความเข้าใจการก่อตัวของแถบไคเปอร์ได้ดีขึ้นในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์ได้พบระบบของวัตถุในแถบไคเปอร์ที่มีการเกี่ยวพันของวัตถุสามดวงที่ค่อนข้างเสถียร ซึ่งค้นพบโดยใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ NASA และกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดิน ดับบลิว. เอ็ม. เค็ก (W. M. Keck Observatory) ในฮาวาย ระบบนี้ได้รับชื่อว่า 148780 Altjira หากการค้นพบนี้ได้รับการยืนยันว่าเป็นระบบสามดวง นี่จะเป็นระบบที่สองที่พบในแถบไคเปอร์และอาจจะบ่งชี้ว่าอาจมีระบบสามดวงระบบอื่น ๆ ที่รอการค้นพบอยู่ ซึ่งสนับสนุนทฤษฎีหนึ่งเกี่ยวกับประวัติของระบบสุริยะและการก่อตัวของวัตถุในแถบไคเปอร์ (Kuiper Belt Objects หรือ KBOs)

ภาพถ่ายของระบบ 148780 Altjira ที่ถูกถ่ายโดยกล้อง Hubble ซึ่งคาดว่าเป็นระบบที่มี 3 ดวงโคจรรอบกัน โดยสังเกตตรงกลางที่จุดแสงนั้นรูปร่างไม่เป็นทรงกลมคล้ายสองดวงอยู่ใกล้ชิดกันมาก ที่มา – Keith Noll

เอาเข้าจริงระบบที่เกี่ยวพันกันสามวัตถุนั้นไม่ใช่เรื่องหายากในเอกภพเสียเท่าไหร่ เพราะระบบดาวฤกษ์ที่ใกล้ดวงอาทิตย์ของเรามากที่สุด อย่างระบบดาอัลฟาเซ็นทอรี ก็เป็นระบบดาวฤกษ์ที่เกี่ยวพันกันสามดวงเช่นกัน ดังนั้นภายในแถบไคเปอร์ที่ยุ่งเหยิงก็เป็นไปได้ที่จะมีวัตถุที่มีการเกี่ยวพันกันสามดวงเป็นเรื่องธรรมดา

ระบบ Altjira นี้ตั้งอยู่ที่ขอบนอกของระบบสุริยะ ในตำแหน่งที่เรียกว่าแถบไคเปอร์ ห่างจากดวงอาทิตย์ 44 เท่าของระยะทางระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ ภาพจากฮับเบิลแสดงให้เห็นวัตถุในแถบไคเปอร์สองดวงที่อยู่ห่างกันราว 7,600 กิโลเมตร ดูเหมือนจะเป็นระบบที่มีวัตถุสองดวงโดยมีดวงตรงกลางเป็นดวงหลักและอีกดวงโคจรรอบคล้ายกับดวงจันทร์ แต่จุดสังเกตของระบบที่ทำให้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าเป็นระบบสามดวงก็คือตำแหน่งดวงตรงกลางที่เมื่อสังเกตดี ๆ พบว่ามันมีการเปลี่ยนแปลงรูปร่างอย่างผิดปกติจนแทบเป็นไปไม่ได้ว่าจะเป็นการหมุนอย่างที่ควรจะเป็น ดังนั้นมันจึงอาจจะเป็นเทหวัตถุสองดวงที่อยู่ใกล้กันมาก ๆ จนเหมือนว่ามันสัมผัสกัน

ภาพถ่ายของระบบ 47171 Lempo ถูกถ่ายในปี 2001 โดยกล้อง Hubble วัตถุแรกที่เราค้นพบว่าเป็นระบบสามวัตถุ ที่มา – Chad Trujillo

นักวิทยาศาสตร์ได้รวบรวมข้อมูลการสังเกตการณ์เป็นระยะเวลากว่า 17 ปีจากฮับเบิลและ Keck Observatory เพื่อติดตามวงโคจรของระบบ Altjira "เมื่อเราใช้ข้อมูลจากฮับเบิลมาสร้างแบบจำลองในสภาวะต่าง ๆ ก็พบว่าระบบสามวัตถุเป็นคำอธิบายที่ดีที่สุด" ไมยา เนลเซ็น (Maia Nelsen) หัวหน้าคณะนักวิจัย ซึ่งเป็นบัณฑิตในสาขาฟิสิกส์และดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยบริกแฮม ยัง (Brigham Young University) ในรัฐยูทาห์ กล่าวเสริม

การค้นพบระบบของวัตถุที่เกี่ยวพันกันสามดวงครั้งนี้เป็นหลักฐานสำคัญที่สนับสนุนทฤษฎีการก่อตัวของวัตถุในแถบไคเปอร์ ซึ่งเสนอว่า วัตถุสามดวงเล็ก ๆ ในแถบไคเปอร์ไม่ได้เกิดจากการชนกันในบริเวณที่มีการชนกันสูง แต่เกิดขึ้นเป็นระบบสามดวงโดยตรงจากการยุบตัวของสสารในแผ่นดิสก์ของระบบสุริยะยุคแรกเมื่อราว 4.5 พันล้านปีก่อน เป็นที่ทราบกันดีว่าดาวฤกษ์เกิดขึ้นจากการยุบตัวของก๊าซด้วยแรงโน้มถ่วง ซึ่งมักปรากฏในรูปของระบบคู่หรือระบบสามดวง แต่แนวคิดที่ว่าวัตถุในแถบไคเปอร์อาจก่อตัวขึ้นในลักษณะเดียวกันยังคงเป็นหัวข้อที่อยู่ระหว่างการศึกษา

ภาพวาดจำลองระบบของ 148780 Altjira ที่มีสามดวง ซึ่งอยู่ห่างไกลในแถบไคเปอร์

การคงอยู่ของระบบสามระบบนี้ไม่ได้เป็นระบบที่ซับซ้อนแต่อย่างใด หากเทียบกับปัญหาการเกี่ยวพันของวัตถุสามก้อน (Three-body Problem) ที่เป็นโจทย์ปัญหาใหญ่ในทางฟิสิกส์ แม้ระบบ Altjira จะมีความสัมพันธ์กันสามวัตถุก็จริง แต่ไม่ซับซ้อนและยุ่งเหยิง กล่าวคือ ไม่ได้เป็นระบบ Chaos เทียบได้กับระบบของโลก ดวงจันทร์ และดวงอาทิตย์ที่มีจุดศูนย์กลางมวลที่โคจรรอบกันและไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่ยุ่งเหยิง ทำให้ระบบนี้สามารถอยู่คงตัวจนถึงปัจจุบันนี้ได้

ปัจจุบัน มีระบบวัตถุคู่ (Binary System) ที่ระบุได้แล้วประมาณ 40 ระบบในแถบไคเปอร์ และขณะนี้ หากยืนยันได้ว่า Altjira เป็นระบบวัตถุสามดวงจริง นี่จะเป็นระบบสามดวงที่พบเป็นครั้งที่สอง นักวิจัยจึงคาดหวังเพิ่มเติมว่าเป็นไปได้ที่อาจมีประชากรของระบบสามดวงที่ก่อตัวขึ้นภายใต้สภาวะเดียวกัน ซึ่งอาจเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับการกำเนิดของแถบไคเปอร์และระบบสุริยะได้

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

กล้องฯ ฮับเบิล พบวัตถุในแถบไคเปอร์ที่เป็นระบบรวมกันสามดวง