เจมส์ เวบบ์ พบร่องรอยดาวเคราะห์ชนกัน ไขปริศนากำเนิดโลก

นักดาราศาสตร์ค้นพบหลักฐานใหม่ครั้งสำคัญเกี่ยวกับวิวัฒนาการของระบบดาวเคราะห์ หลังจากใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ ร่วมกับข้อมูลหอสังเกตการณ์อวกาศสปิตเซอร์ ทำการเจาะลึกจานเศษซากดาวเคราะห์แบบรุนแรงจำนวน 21 ระบบ  

ผลการศึกษาซึ่งได้รับการตีพิมพ์ในวารสารดิ แอสโตรฟิสิคัล เจอร์นัล ชี้ให้เห็นถึงร่องรอยการชนกันอย่างรุนแรงของวัตถุท้องฟ้าขนาดใหญ่ใกล้ดาวฤกษ์ศูนย์กลาง โดยเหตุการณ์เหล่านี้มีความคล้ายคลึงกับอดีตของระบบสุริยะ ซึ่งเคยเกิดการชนครั้งมโหฬารระหว่างโลกในยุคก่อตัวกับดาวเคราะห์ขนาดเท่าดาวอังคารจนให้กำเนิดดวงจันทร์ 

การค้นพบครั้งนี้ ทีมนักวิจัยซึ่งนำโดย เคต ซู (Kate Su) จากสถาบันวิทยาศาสตร์อวกาศ ในเมืองโบลเดอร์ รัฐโคโลราโด ร่วมกับ อักเนส คอสปาล (Agnes Kospal) และ อัตติลา มูร์ (Attila Moor) จากหอสังเกตการณ์คอนโคลี ประเทศฮังการี ได้ใช้วิธีการรวบรวมข้อมูลสเปกตรัมย่านอินฟราเรดกลางเพื่อใช้ศึกษาสภาพแวดล้อมรอบดาวฤกษ์เยาว์วัย 

แม้ตามทฤษฎีจะคาดการณ์ว่าจานฝุ่นรุนแรงลักษณะนี้ควรเกิดขึ้นแพร่หลาย แต่จากการสำรวจกลับพบเพียงร้อยละ 1 ของดาวฤกษ์อายุน้อยเท่านั้น โดยจานฝุ่นกลุ่มพิเศษนี้มีคุณลักษณะเฉพาะ 3 ประการ ได้แก่ การประกอบด้วยเม็ดฝุ่นขนาดเล็กมาก มีความหนาแน่นของฝุ่นร้อนสูงใกล้ดาวฤกษ์ และมีความสว่างในย่านอินฟราเรดที่ไม่สม่ำเสมอ 

โดยจากการวิเคราะห์องค์ประกอบทางแร่ธาตุ คณะทำงานสามารถแบ่งจานเศษซากดาวเคราะห์ออกเป็น 2 กลุ่มหลัก 

1. กลุ่มที่มีแร่ซิลิกาสูง ซึ่งคิดเป็นสัดส่วนประมาณหนึ่งในสามของตัวอย่างทั้งหมด ซิลิกาลักษณะนี้คล้ายกับหินแก้วภูเขาไฟออบซิเดียนบนโลก โดยจะปรากฏเฉพาะรอบดาวฤกษ์ที่มีอายุไม่เกิน 300 ล้านปีเท่านั้น ฝุ่นประเภทนี้ถือกำเนิดจากการชนกันด้วยพลังงานมหาศาลระหว่างดาวเคราะห์ขนาดใหญ่เท่าดาวอังคาร ส่งผลให้หินปริมาณมากหลอมละลายและระเหยกลายเป็นไอ 

2. กลุ่มที่มีแร่ซิลิกาน้อย โดยพบแร่ฟอร์สเตอไรต์เป็นหลัก เช่นเดียวกับทรายสีเขียวบนชายหาดฮาวาย ฝุ่นกลุ่มหลังนี้เกิดจากการชนกันในระดับเฉียดของวัตถุขนาดเล็กเท่าดวงจันทร์ ซึ่งเกิดขึ้นได้ในดาวฤกษ์ทุกช่วงอายุและมีความผันผวนของแสงรุนแรงกว่า 

ข้อมูลที่ได้จากกล้องเจมส์ เวบบ์ ไม่เพียงแต่ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจระบบดาวเคราะห์นอกระบบเท่านั้น แต่ยังเป็นกุญแจสำคัญในการอธิบายประวัติศาสตร์ยุคแรกเริ่มของโลกและระบบสุริยะ การพบจานฝุ่นที่มีซิลิกาสูงในดาวฤกษ์อายุน้อย สอดคล้องกับช่วงเวลาการก่อตัวของดาวเคราะห์หินและเหตุการณ์ที่โลกถูกพุ่งชนจนเกิดดวงจันทร์เมื่อประมาณ 100 ล้านปี หลังจากดวงอาทิตย์กำเนิดขึ้น 

นอกจากนี้ ปรากฏการณ์ผันผวนของฝุ่นซิลิกาน้อยในดาวฤกษ์ที่แก่กว่า ยังสนับสนุนสมมติฐานการระดมชนอย่างหนักในยุคหลัง ซึ่งเกิดจากการอพยพเปลี่ยนวงโคจรของดาวเคราะห์แก๊สยักษ์ที่เข้ารบกวนแรงโน้มถ่วงของวัตถุขนาดเล็ก จนนำไปสู่การชนกันระลอกใหญ่ในระบบสุริยะของเรา