ปริศนา “เสียงสะท้อน” ที่คงอยู่ยาวนานนับล้านปีในจักรวาล

คลื่นไหวสะเทือนโบราณและวิธีที่เรา "ได้ยิน" มัน

จำลองเหตุการณ์ดาวเคราะห์ 2 ดวงพุ่งชนกัน (ภาพ: NASA)

ในประวัติศาสตร์การก่อตัวของจักรวาล การชนกันระหว่างดาวเคราะห์ไม่ใช่ปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นน้อยครั้ง ระบบสุริยะในยุคแรกเปรียบเสมือนสนามรบของจักรวาล ที่ดาวเคราะห์ ดวงจันทร์ และดาวเคราะห์น้อยพุ่งชนกัน ทิ้งหลุมอุกกาบาตขนาดใหญ่และเล็กนับพันแห่งไว้เบื้องหลัง โดยเฉพาะอย่างยิ่งบนพื้นผิวดวงจันทร์

อย่างไรก็ตาม การชนเหล่านี้ไม่ได้ทิ้งรอยไว้เพียงผิวเผินเท่านั้น จากการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่เมื่อต้นปี พ.ศ. 2568 พบว่าปรากฏการณ์ดังกล่าวสามารถก่อให้เกิดการสั่นไหวของแผ่นดินไหวในส่วนลึกของดาวเคราะห์ที่กินเวลานานหลายล้านปี ก่อให้เกิด "เสียงสะท้อน" ที่สามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องมือออปติกที่ซับซ้อน เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST)

การศึกษาที่นำโดย ดร. เจเจ ซานาซซี นักฟิสิกส์ทฤษฎีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ ได้จำลองการชนกันระหว่างดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์สองดวง ได้แก่ ดาวเคราะห์อายุน้อยที่มีขนาดเล็กกว่าชนกับดาวเคราะห์ดวงใหญ่กว่าและเก่ากว่า

เป้าหมายของทีมคือค้นหาว่าการชนกันนั้นก่อให้เกิดคลื่นไหวสะเทือนขนาดใหญ่เพียงพอและยาวนานเพียงพอที่จะสามารถสังเกตได้ทางโฟโตเมตริก (เช่น การวัดความสว่าง) จากโลกหรือไม่

แม้ว่า JWST จะไม่บันทึกคลื่นไหวสะเทือนโดยตรง แต่ด้วยความสามารถในการวัดแสงที่แม่นยำสูงมาก จึงสามารถตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยของแสงที่ปล่อยออกมาจากดาวเคราะห์ได้อย่างสมบูรณ์ นี่เป็นผลมาจากแรงสั่นสะเทือนจากภายใน

ประเภทหลักสองประเภทของการสั่นสะเทือนที่อ้างถึงคือโหมด f (การสั่นสะเทือนบนพื้นผิว เช่น คลื่นบนผิวน้ำ) และโหมด p (การสั่นสะเทือนของความดัน เช่น คลื่นเสียง) ความผันผวนเหล่านี้ไม่เพียงส่งผลต่อชั้นบรรยากาศของดาวเคราะห์เท่านั้น แต่ยังส่งผลถึงแกนกลางของโลกด้วย ส่งผลให้การเรืองแสงของดาวเคราะห์เปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา

ดาวเคราะห์เบตาพิคทอริส บี และ "เสียงสะท้อน" ของการชนกันในยุคก่อนประวัติศาสตร์

Beta Pictoris b เป็นหัวข้อการวิจัยที่ชี้ให้เห็นว่าอาฟเตอร์ช็อกอาจยังคงมีอยู่ในปัจจุบัน (ภาพ: Sci-news)

หัวข้อการวิจัยโดยเฉพาะคือ ดาวเคราะห์เบตา พิคทอริส บี ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ยักษ์อายุน้อย อยู่ห่างจากโลกประมาณ 63 ปีแสง มีมวลประมาณ 13 เท่าของดาวพฤหัสบดี และมีอายุเพียงประมาณ 12-20 ล้านปีเท่านั้น

ทีมได้จำลองสถานการณ์ที่ดาวเคราะห์ที่มีมวลใกล้เคียงกับดาวเนปจูน (เทียบเท่ากับมวล 17 เท่าของโลก) พุ่งชนดาวเบตาพิคทอริส บี

ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าการชนกันไม่เพียงแต่ส่งผลให้เกิดการสะสมของโลหะหนักในปริมาณมหาศาล (ตั้งแต่มวลโลก 100 ถึง 300 เท่า) เท่านั้น แต่ยังก่อให้เกิดการสั่นไหวของแผ่นดินไหวที่อาจกินเวลานานเท่ากับอายุขัยของโลกอีกด้วย

หากการชนเกิดขึ้นเมื่อระหว่าง 9 ถึง 18 ล้านปีก่อน การแกว่งเหล่านั้นอาจยังคงมีอยู่ในปัจจุบันและ JWST สามารถตรวจจับได้

ไม่เพียงแต่จะให้ข้อมูลเกี่ยวกับโครงสร้างภายในของดาวเคราะห์ เช่น ความหนาแน่นของวัสดุและการแบ่งชั้นเท่านั้น การแกว่งเหล่านี้ช่วยติดตามการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวเคราะห์ และเปิดทิศทางการวิจัยใหม่ๆ ในด้านแผ่นดินไหวของดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะ

การศึกษาครั้งนี้ยังแสดงให้เห็นด้วยว่าไม่เพียงแค่การชนกันเท่านั้น แต่การอพยพของวงโคจรอันเกิดจากแรงโน้มถ่วงของแรงน้ำขึ้นน้ำลงจากดวงดาวแม่ก็สามารถกระตุ้นโหมดการแกว่งบนดาวเคราะห์ได้ โดยเฉพาะในดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีวงโคจรที่มีความเยื้องศูนย์กลางสูง

ถือเป็นแนวทางใหม่ที่จะช่วยให้มนุษย์ “ได้ยิน” สัญญาณจากภายในดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลในจักรวาล แม้ว่าจะอยู่ห่างจากโลกหลายสิบปีแสงก็ตาม

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/bi-an-ve-tieng-vang-keo-dai-hang-trieu-nam-trong-vu-tru-20250510081629043.htm