นักดาราศาสตร์คาดว่าดวงอาทิตย์จะเปลี่ยนเป็นดาวคริสตัลขนาดเท่าโลกในอีกหมื่นล้านปีข้างหน้า

การดับสูญของดวงดาวในเอกภพนั้นแตกต่างกับการหมดอายุขัยของสิ่งมีชีวิตบนโลกอยู่มาก เพราะเราทราบกันดีว่าเมื่อสิ่งมีชีวิตต่างๆ บนโลกเสียชีวิตลงก็จะเกิดกระบวนการย่อยสลายหลงเหลือไว้เพียงแค่ชิ้นส่วนของกระดูกเพียงเท่านั้น แต่สำหรับดวงดาวแล้ว จนถึงในปัจจุบันนี้เราก็ยังไม่ทราบแน่ชัดถึงจุดจบของดวงดาวต่างๆ มีแค่เฉพาะเพียงแค่ข้อสันนิษฐานถึงวัฏจักรชีวิตของดาวฤกษ์ที่ยังไม่มีหลักฐานระบุชัดเจนเพียงเท่านั้น เนื่องจากบรรดานักดาราศาสตร์ต่างก็คาดว่าอายุขัยของเอกภพที่เราอาศัยอยู่ในขณะนี้ยังไม่ถึงจุดที่มีดวงดาวดับสลายไป

แน่นอนว่าดาวฤกษ์ที่เรารู้จักกันดีอย่างดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะจักรวาลของเราเองนั้น นักดาราศาสตร์ก็ได้คาดการณ์ว่าจะมีจุดจบเดียวกันนี้เช่นกัน ซึ่งดวงอาทิตย์ของเรานั้นจัดอยู่ในหมวดดาวฤกษ์ขนาดเล็ก ดังนั้นมันจะกลายร่างเป็น “ดาวยักษ์แดง” ที่ขยายตัวออกจนกลืนกินดาวเคราะห์บริเวณโดยรอบไปภายในเวลา 5 พันล้านปีข้างหน้า ก่อนที่จะแตกตัวออกเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ และแปรสภาพเป็น “ดาวแคระขาว” ที่มีขนาดใกล้เคียงกับโลกของเราในอีกหมื่นล้านปีข้างหน้านั่นเอง

โดยทาง Nature Astronomy (วารสารเกี่ยวกับดาราศาสตร์) ได้ตีพิมพ์ถึงเรื่องนี้ไว้ว่าในเวลาอีกหมื่นล้านปีข้างหน้า หลังจากที่ดวงอาทิตย์หมดพลังงานเชื้อเพลิงความร้อนและดับสูญลง มันจะเปลี่ยนเป็นดาวแคระขาวที่มีแกนกลางเป็นคริสตัลที่สร้างขึ้นจาก Metallic Oxygen และคาร์บอน

ภาพจาก : https://www.sci-news.com/astronomy/white-dwarf-crystals-06805.html

และไม่เพียงแค่ดวงอาทิตย์เท่านั้นที่มีกระบวนการดับสูญเช่นนี้ เพราะงานวิจัยของ IOP Science (ฐานข้อมูลวิจัยทางวิทยาศาสตร์) ระบุว่ากว่า 97% ของดวงดาวต่างๆ บนทางช้างเผือกที่เรามองเห็นบนท้องฟ้านั้นคือดาวแคระขาวที่มีแกนกลางเป็นคริสตัลด้วยเช่นกัน นั่นเป็นเพราะว่าเมื่อดาวดวงนั้นหมดพลังงานเชื้อเพลิงความร้อนแล้ว อุณหภูมิของดาวนั้นๆ จะลงต่ำลงเรื่อยๆ และเมื่ออุณหภูมิลดต่ำลงจนถึงจุดหนึ่งแล้วมันก็จะเปลี่ยนแกนกลางของดวงดาวนั้นให้กลายเป็นคริสตัล (คล้ายกับการเปลี่ยนสถานะจากน้ำเป็นน้ำแข็งบนโลก)

“กระบวนการของมันค่อนข้างคล้ายกับการทดลองทางเคมีพื้นฐาน, มันเหมือนกับการเปลี่ยนสถานะของน้ำที่จะแข็งตัวขึ้นเมื่อเรานำเอาน้ำไปแช่ในช่องฟรีซ แต่สำหรับการเปลี่ยนแปลงของดาวแคระขาวนั้นใช้เวลานานกว่านั้นมาก” Pier-Emmanuel Tremblay หนึ่งในนักวิจัยของมหาวิทยาลัย Warwick ในประเทศอังกฤษกล่าว

นอกจากนี้แล้ว Tremblay ยังอธิบายเพิ่มเติมอีกว่าดาวแคระขาวทั้งหมดจะต้องผ่านกระบวนการกลายเป็นคริสตัลในช่วงระยะเวลาหนึ่งของการวิวัฒนาการของดวงดาว ซึ่งนั่นหมายความว่าดาวแคระขาวที่เรามองเห็นในกาแลกซีกว่าพันล้านดวงนั้นก็น่าจะได้ผ่านกระบวนการนี้เป็นที่เรียบร้อยแล้วนั่นเอง

ทีมวิจัยได้ทำการศึกษาดาวแคระขาวกว่า 15,000 ดวงในทางช้างเผือกด้วยดาวเทียม European Space Agency’s Gaia ในการศึกษาเกี่ยวกับอายุ, ประเภท และตำแหน่งของดวงดาว โดยดาวเทียม Gaia นี้ได้ค้นพบว่าหลังจากการระเบิด เนบิวลาดาวเคราะห์ไม่ได้ดับสลายลงไปหรือลอยฟุ้งอยู่ในเอกภพเฉยๆ แต่มันจะเกิดการรวมตัวของสสารต่างๆ ขึ้นเป็นดาวแคระขาว และกระจุกดาวแคระขาวนี้ไม่สามารถแบ่งแยกได้ด้วยอายุหรือน้ำหนักของดวงดาวเหมือนกับที่นักดาราศาสตร์แบ่งแยกดวงดาวทั่วไปได้

ซึ่งนักดาราศาสตร์ได้ตั้งทฤษฎีถึงกระบวนการนี้มาระยะหนึ่งแล้ว แต่นี่เป็นครั้งแรกที่มีชิ้นส่วนข้อมูลของดาวแคระขาวที่แกนกลางของมันกำลังแปรสภาพเป็นคริสตัล และมันก็เป็นเพียงก้าวแรกของการศึกษาเรื่องการแปรสภาพและการแก่ตัวลงของดวงดาวเท่านั้น เพราะทั้ง Tremblay และทีมวิจัยของเขาเองก็กำลังแร่งศึกษาเกี่ยวกับพลาสมาและโมเดลของฟิสิกส์นิวเคลียร์เพื่ออธิบายเพิ่มเติมถึงกระบวนการเปลี่ยนแปลงของสสารภายในดาวแคระขาว

ภาพจาก : https://www.sci-news.com/astronomy/white-dwarf-crystals-06805.html

จากการสำรวจของดาวเทียม Gaia ทำให้นักดาราศาสตร์อนุมานกันได้ว่าการก่อตัวขึ้นของคริสตัลนั้นมาจากการที่ออกซิเจนเกิดการแข็งตัวและจมลงไปที่แกนกลางของดวงดาว จนเกิดการตกตะกอนลงไปเรื่อยๆ ทำให้คาร์บอนดันตัวลอยขึ้นสูง ซึ่งการแบ่งแยกของทั้งสองสิ่งนี้เองที่ทำให้เกิดพลังงานโน้มถ่วง แต่เราก็ได้เห็นว่าดาวแคระขาวหลายดวงมีการเปลี่ยนสีและการเปล่งแสงที่ไม่เชื่อมโยงกับวัฏจักรชีวิตของมัน ทำให้นักดาราศาสตร์ตระหนักได้ว่ามันไม่ได้มีเพียงแค่ขั้นตอนการแปรสภาพเป็นคริสตัลเพียงเท่านั้น แต่ดาวแคระขาวจำนวนหนึ่งนั้นอาจหยุดกระบวนการเย็นตัวและลดการปล่อยพลังงานโดยรอบลงกว่าร้อยปีหรือพันปีเลยทีเดียว ซึ่งในจุดนี้ก็ทำให้การทำนายอายุของดาวแคระขาวอาจเกิดการคลาดเคลื่อนไปได้

“นี่น่าจะช่วยให้เราเรียนรู้ถึงองค์ประกอบภายในของดาวแคระขาวเหล่านี้ได้ทั้งส่วนประกอบของคาร์บอนและออกซิเจน รวมทั้งการเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่จะช่วยให้เราสามารถคาดเดาอายุและการวิวัฒนาการต่างๆ ของดาวฤกษ์เหล่านี้ได้ และเราก็น่าจะได้รับทราบข้อมูลเพิ่มขึ้นเกี่ยวกับกระบวนการเกิดของคริสตัลในดาวแคระขาวเหล่านี้” Trembley กล่าวทิ้งท้าย

และสำหรับการดับสูญของดวงดาวต่างๆ นั้น ความจริงแล้วก็ยังไม่แน่ชัดว่าหลังจากที่ดาวฤกษ์แปรสภาพเป็นดาวแคระขาวและผ่านพ้นกระบวนการเผาไหม้ของพลังงานและการแผ่รังสีไปจนหมดแล้วสุดท้ายมันจะมีสภาพเป็นอย่างไร แต่นักดาราศาสตร์ได้ให้ข้อสันนิษฐานว่ามันน่าจะกลายร่างเป็น “ดาวแคระดำ (Black Dwarf) ” หรือซากของดวงดาวที่มีพลังงานไม่เพียงพอที่จะเปล่งแสงออกมา โดยกระบวนการนี้คาดว่าน่าจะใช้ต้องเวลาในการแปรสภาพถึง 13,700 ล้านปีเลยทีเดียว แต่อย่างไรก็ตามเราก็ยังคงไม่มีการค้นพบดาวแคระดำที่ว่านี้ในระบบสุริยะจักรวาลหรือเอกภพที่เราอาศัยอยู่นี้แต่อย่างใด