นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยมาดริดเสร็จสิ้นการสำรวจระบบดาวที่ครอบคลุมภายในรัศมี 10 พาร์เซก (32.6 ปีแสง) ของโลก การศึกษาระบุระบบดาวหลายดวง 92 ระบบจากวัตถุดาวฤกษ์และดาวฤกษ์ที่รู้จัก 424 ชิ้นในภูมิภาคนี้ การวิจัยได้รวมข้อมูลจากแค็ตตาล็อก DR3 ของกล้องโทรทรรศน์ Gaia ขององค์การอวกาศยุโรป เข้ากับ Washington Double Star Catalog ซึ่งรวบรวมการวัดความเร็วแนวรัศมีหลายทศวรรษมารวมกัน
การสำรวจเผยให้เห็นรูปแบบที่ชัดเจนในการที่ดาวฤกษ์ก่อตัวเป็นหุ้นส่วนแรงโน้มถ่วง จากทั้งหมด 92 ระบบที่ระบุ มี 68 ระบบที่เป็นไบนารี่ (2 ตัว) 19 ระบบเป็นระบบสามเท่า 3 ระบบเป็นสี่เท่า และ 2 ระบบเป็นระบบห้าเท่าที่ซับซ้อนอย่างยิ่ง
ดาวฤกษ์มวลมากชอบเพื่อนร่วมทาง
ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าครึ่งหนึ่งของดวงอาทิตย์มีความน่าจะเป็น 41% ที่จะมีดาวข้างเคียงที่มีแรงโน้มถ่วงอย่างน้อยหนึ่งดวง รูปแบบนี้เปลี่ยนแปลงอย่างมากสำหรับวัตถุมวลน้อย ดาวแคระแดงและน้ำตาลที่มีมวลน้อยกว่า 0.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์มีความน่าจะเป็นเพียง 9% ที่จะอยู่ในระบบหลายดาว
ความแตกต่างนี้เผยให้เห็นลักษณะพื้นฐานของพลวัตของดวงดาว:
- ดาวฤกษ์มวลมากมักจะก่อตัวหลายระบบ
- วัตถุมวลต่ำต้องการหลีกเลี่ยงความสัมพันธ์ของแรงโน้มถ่วง
- มวลเป็นตัวกำหนด “สถานะความสัมพันธ์” ของดวงดาวอย่างมีนัยสำคัญ
- รุ่นใหญ่ของจักรวาลเดินทางเป็นกลุ่ม
- น้ำหนักเบาจะมุ่งสู่ความสันโดษ
คาบการโคจรที่แปรผันและซับซ้อน
ระบบที่ระบุมีคาบการโคจรที่ครอบคลุมช่วงเวลาที่แตกต่างกันเป็นพิเศษ คู่ที่ผูกแน่นบางคู่จะโคจรครบภายในเวลาไม่กี่วัน คู่อื่นๆ ที่แยกออกจากกันอย่างกว้างขวางต้องใช้เวลาหลายสิบล้านปีในการโคจรรอบกันและกัน ในกรณีที่สังเกตพบได้รุนแรงที่สุด ดาวฤกษ์ดูเหมือนเกือบจะแยกออกจากกัน แต่การคำนวณพลังงานยึดเหนี่ยวอย่างพิถีพิถันได้ยืนยันว่าพวกมันยังคงเชื่อมต่อกันด้วยแรงโน้มถ่วง
เหตุผลทางเทคนิคในการจำกัดการสำรวจไว้ที่ 10 พาร์เซกเป็นสิ่งสำคัญ ยิ่งดาวดวงหนึ่งอยู่ไกลเท่าไร การจะยืนยันได้ยากว่ามีดาวข้างเคียงก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น การจำกัดรัศมีเป็นค่าเฉพาะช่วยให้มั่นใจว่าการสำรวจมีความสมบูรณ์ และลดโอกาสที่เพื่อนร่วมทางคนอื่นๆ จะถูกซ่อนอยู่นอกเหนือระยะการตรวจจับ
ผลกระทบต่อการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อาศัยอยู่ได้
ความสำคัญของการสำรวจสำมะโนประชากรครั้งนี้มีมากกว่าความอยากรู้อยากเห็นทางดาราศาสตร์ โดยจะให้ข้อมูลที่จำเป็นสำหรับกล้องโทรทรรศน์เจเนอเรชั่นถัดไปที่อุทิศให้กับการค้นหาโลกที่เอื้ออาศัยได้ หอดูดาว Habitable Worlds Observatory (HWO) ของ NASA และ Larger Interferometer for Exoplanets (LIFE) ขององค์การอวกาศยุโรป ได้รับการออกแบบมาเพื่อสร้างภาพอะนาล็อกของโลกโดยตรง
ดาวคู่หูก่อให้เกิดปัญหาสำคัญสำหรับอุปกรณ์เหล่านี้ แรงโน้มถ่วงที่พวกมันกระทำต่อดาวฤกษ์แม่จะบิดเบือนการอ่านค่าความเร็วในแนวรัศมี ซึ่งเป็นหนึ่งในวิธีการค้นหาดาวเคราะห์นอกระบบที่ใช้กันทั่วไปมากที่สุด เมื่อกล้องโทรทรรศน์เหล่านี้ใช้เวลาหลายสัปดาห์ในการสังเกตผู้สมัครที่มีศักยภาพเพียงแต่ข้อมูลของพวกมันถูกรบกวนด้วยเสียงจากดาวฤกษ์ข้างเคียงที่ไม่รู้จัก ผลที่ได้ก็คือการเสียเวลาทางวิทยาศาสตร์อันมีค่าอย่างยิ่งไปโดยเปล่าประโยชน์
การสำรวจครั้งใหม่ถือเป็นจุดสุดยอดของบทความวิจัยสามชุด ก่อนหน้านี้ผู้เขียนได้วิเคราะห์ระบบหลายดาวภายในระยะ 100 พาร์เซก และจัดทำแผนผังขอบเขตของระบบดาวคู่ที่รู้จักไกลที่สุด การสำรวจสำมะโนประชากรโดยละเอียดนี้จะเป็นพื้นฐานสำหรับการรณรงค์สังเกตการณ์ในอนาคต และช่วยให้นักวิจัยเพิ่มประสิทธิภาพการใช้กล้องโทรทรรศน์รุ่นต่อไปเหล่านี้
การวิจัยแสดงให้เห็นถึงรูปแบบพื้นฐานในการกำเนิดและวิวัฒนาการของดาวฤกษ์เพื่อนบ้านในจักรวาลของเรา แม้ว่าดวงอาทิตย์ของเรายังคงเป็นวัตถุโดดเดี่ยว แต่ดวงดาวส่วนใหญ่ก็เดินทางร่วมกัน การทำความเข้าใจพลวัตของแรงโน้มถ่วงเหล่านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใกล้การค้นพบโลกที่อาจอยู่อาศัยได้นอกเหนือจากระบบสุริยะของเรามากขึ้น