การศึกษาใหม่ที่ตีพิมพ์ออนไลน์เมื่อวันที่ 18 พฤศจิกายนในวารสารNatureอาจทำให้คดีนี้แตกได้ ด้วยการใช้แบบจำลองทางทฤษฎีที่ล้ำสมัยกับข้อมูลจำนวนมหาศาลที่รวบรวมไว้บนวัตถุนี้ ผู้เขียนวางเนบิวลา ซึ่งเป็นเมฆก๊าซในอวกาศ น่าจะประกอบด้วยเศษซากจากดาวสองดวงที่ชนกันและรวมกันเป็นหนึ่งเดียว ดาว.

แม้ว่าระบบดาวที่รวมเข้าด้วยกันจะถือว่าเป็นเรื่องธรรมดา แต่ก็แทบจะเป็นไปไม่ได้ที่จะศึกษาทันทีหลังจากที่ก่อตัวขึ้น เนื่องจากถูกบดบังด้วยเศษซากที่เกิดจากการชนกัน เมื่อเศษซากหายไปแล้ว อย่างน้อยก็หลายร้อยหลายพันปีต่อมา ก็ยังยากที่จะระบุได้ เนื่องจากพวกมันคล้ายกับดาวฤกษ์ที่ไม่ได้ถูกรวมเข้าด้วยกัน เนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงินดูเหมือนจะเป็นจุดเชื่อมโยงที่ขาดหายไป นักดาราศาสตร์ได้เห็นระบบดาวเพียงไม่กี่พันปีหลังจากการควบรวมกิจการ ซึ่งหลักฐานของสหภาพยังคงมีอยู่มากมาย ดูเหมือนจะเป็นตัวอย่างแรกที่รู้จักของระบบดาวรวมในขั้นตอนนี้

GALEX ดำเนินการระหว่างปี 2546 ถึง 2556 และบริหารงานโดยห้องปฏิบัติการขับเคลื่อนด้วยไอพ่นของ NASA ในแคลิฟอร์เนียตอนใต้ GALEX ได้รับการออกแบบมาเพื่อช่วยในการศึกษาประวัติศาสตร์การกำเนิดดาวโดยการสังเกตประชากรดาวอายุน้อยด้วยแสงยูวี วัตถุส่วนใหญ่ที่ GALEX มองเห็นได้แผ่รังสีทั้งในระยะใกล้แสงยูวี (แสดงเป็นสีเหลืองในภาพ GALEX) และรังสี UV ไกล (แสดงเป็นสีน้ำเงิน) แต่เนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงินโดดเด่นเพราะปล่อยแสงยูวีจากระยะไกลเท่านั้น

ขนาดของวัตถุนั้นใกล้เคียงกับเศษซากซุปเปอร์โนวา ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อดาวมวลสูงหมดเชื้อเพลิงและระเบิด หรือเนบิวลาดาวเคราะห์ ซากของดาวฤกษ์ที่มีขนาดเท่าดวงอาทิตย์ของเรา แต่เนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงินมีดาวที่มีชีวิตอยู่ตรงกลาง นอกจากนี้ เศษซากซุปเปอร์โนวาและเนบิวลาดาวเคราะห์ยังแผ่รังสีในช่วงความยาวคลื่นแสงหลายช่วงนอกช่วง UV ในขณะที่เนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงินไม่ได้ฉายรังสี

แฟนทอม แพลนเน็ต

ในปี 2549 ทีมงาน GALEX ได้ตรวจดูเนบิวลาด้วยกล้องโทรทรรศน์ Hale ยาว 5.1 เมตรที่หอดูดาวพาโลมาร์ในเขตซานดิเอโก รัฐแคลิฟอร์เนีย และจากนั้นด้วยกล้องโทรทรรศน์ Keck Observatory 10 เมตรที่ทรงพลังยิ่งกว่าเดิม พวกเขาพบหลักฐานของคลื่นกระแทกในเนบิวลาโดยใช้ Low Resolution Imaging Spectrometer (LRIS) ของ Keck Observatory ซึ่งบ่งชี้ว่าก๊าซที่ประกอบเป็นเนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงินนั้นถูกขับออกจากเหตุการณ์รุนแรงรอบดาวใจกลาง

Keri Hoadley นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Caltech และผู้เขียนนำการศึกษากล่าวว่า "สเปกตรัม LRIS ของ Keck ของโช้คหน้านั้นมีค่ามากสำหรับการตอกย้ำว่า Blue Ring Nebula เป็นอย่างไร "ความเร็วของมันเคลื่อนที่เร็วเกินไปสำหรับเนบิวลาดาวเคราะห์ทั่วไป แต่ยังช้าเกินไปที่จะเป็นซุปเปอร์โนวา ความเร็วที่ไม่ปกติและอยู่ระหว่างกลางนี้ทำให้เราได้เบาะแสที่ชัดเจนว่ามีบางอย่างเกิดขึ้นเพื่อสร้างเนบิวลา"

ข้อมูลจากเครื่องสเปกโตรมิเตอร์ความละเอียดสูง (HIRES) ของหอสังเกตการณ์ Keck Observatory ยังชี้ให้เห็นว่าดาวฤกษ์กำลังดึงวัสดุจำนวนมากลงบนพื้นผิวของมัน แต่วัสดุมาจากไหน?

Mark Seibert ผู้เขียนร่วมนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก Carnegie Institution for Science และสมาชิกทีม GALEX ที่ Caltech ซึ่งจัดการ JPL กล่าวว่า "การสังเกตการณ์ HIRES ที่ Keck ทำให้เราพบหลักฐานแรกว่าระบบกำลังเพิ่มวัสดุ "เป็นเวลานานมากแล้วที่เราคิดว่าอาจมีดาวเคราะห์หลายเท่าที่มีมวลดาวพฤหัสบดีที่ดาวฤกษ์ฉีกเป็นชิ้น ๆ และนั่นก็กำลังพ่นก๊าซทั้งหมดออกจากระบบ แม้ว่าข้อมูล HIRES ดูเหมือนจะสนับสนุนทฤษฎีนี้ ยังบอกให้เราระวังการตีความนั้นด้วย โดยบอกว่าการเพิ่มขึ้นอาจเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ในบรรยากาศของดาวฤกษ์ที่อยู่ตรงกลาง"

เพื่อรวบรวมข้อมูลเพิ่มเติม ในปี 2012 ทีม GALEX ได้ใช้ Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE) ของ NASA ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ศึกษาท้องฟ้าด้วยแสงอินฟราเรด และระบุดิสก์ฝุ่นที่โคจรรอบดาวฤกษ์อย่างใกล้ชิด ข้อมูลที่เก็บถาวรจากหอสังเกตการณ์อินฟราเรดอีกสามแห่งยังพบดิสก์อีกด้วย การค้นพบไม่ได้ตัดความเป็นไปได้ที่ดาวเคราะห์ดวงหนึ่งจะโคจรรอบดาวฤกษ์ด้วย แต่ในที่สุดทีมงานก็แสดงให้เห็นว่าดิสก์และวัสดุที่ถูกขับออกสู่อวกาศนั้นมาจากสิ่งที่ใหญ่กว่าแม้แต่ดาวเคราะห์ยักษ์ จากนั้นในปี 2560 กล้องโทรทรรศน์ Hobby-Eberly ในเท็กซัสยืนยันว่าไม่มีวัตถุขนาดเล็กที่โคจรรอบดาวฤกษ์

มากกว่าหนึ่งทศวรรษหลังจากค้นพบเนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงิน ทีมงานได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับระบบจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสี่ตัว กล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินสี่ตัว การสังเกตการณ์ทางประวัติศาสตร์ของดาวฤกษ์ย้อนหลังไปถึงปี พ.ศ. 2438 (เพื่อค้นหาการเปลี่ยนแปลงความสว่าง เวลา) และความช่วยเหลือของนักวิทยาศาสตร์พลเมืองผ่าน American Association of Variable Star Observers (AAVSO) แต่คำอธิบายสำหรับสิ่งที่สร้างเนบิวลายังคงหลบเลี่ยงพวกเขา

นักสืบดาวฤกษ์

เมื่อ Hoadley เริ่มทำงานกับทีมวิทยาศาสตร์ของ GALEX ในปี 2560 เธอกล่าวว่า "กลุ่มนี้ชนกำแพง" กับเนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงิน แต่ Hoadley รู้สึกทึ่งกับวัตถุที่ไม่สามารถอธิบายได้จนถึงตอนนี้และลักษณะที่แปลกประหลาดของมัน ดังนั้นเธอจึงยอมรับความท้าทายในการพยายามไขปริศนา ดูเหมือนว่าวิธีแก้ปัญหาจะไม่มาจากการสังเกตเพิ่มเติมเกี่ยวกับระบบ แต่มาจากทฤษฎีล้ำสมัยที่สามารถเข้าใจข้อมูลที่มีอยู่ได้ ดังนั้น Chris Martin นักวิจัยหลักของ GALEX ที่ Caltech จึงติดต่อ Brian Metzger แห่งมหาวิทยาลัยโคลัมเบียเพื่อขอความช่วยเหลือ

ในฐานะนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎี เมตซ์เกอร์สร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์และการคำนวณของปรากฏการณ์คอสมิก ซึ่งสามารถใช้เพื่อทำนายว่าปรากฏการณ์เหล่านั้นจะมีลักษณะและพฤติกรรมอย่างไร เขาเชี่ยวชาญในการควบรวมจักรวาล - การชนกันระหว่างวัตถุต่างๆ ไม่ว่าจะเป็นดาวเคราะห์และดวงดาว หรือหลุมดำสองหลุม

"ไม่ใช่แค่ว่าไบรอันสามารถอธิบายข้อมูลที่เราเห็นได้ แต่เขาคาดการณ์สิ่งที่เราสังเกตเห็นก่อนที่เขาจะเห็น" ฮอดลีย์กล่าว "เขาจะพูดว่า "ถ้านี่เป็นการรวมตัวของดารา คุณควรเห็น X" และมันก็แบบ "ใช่! เราเห็นแล้ว!""

ทีมงานสรุปว่าเนบิวลาเป็นผลจากการรวมตัวของดาวฤกษ์ที่ค่อนข้างใหม่ ซึ่งน่าจะเกิดขึ้นระหว่างดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ของเรากับดาวดวงอื่นที่มีขนาดประมาณหนึ่งในสิบ (หรือประมาณ 100 เท่าของมวลดาวพฤหัสบดี) เมื่อใกล้จะสิ้นอายุขัย ดาวที่คล้ายดวงอาทิตย์ก็เริ่มขยายตัวและคืบคลานเข้ามาใกล้ดาวข้างเคียง ในที่สุด ดาวฤกษ์ที่เล็กกว่าก็ตกลงสู่ก้นหอยเข้าหาดาวคู่ที่ใหญ่กว่า ระหว่างทาง ดาวฤกษ์ที่ใหญ่กว่าก็ฉีกดาวดวงเล็กๆ ออกจากกัน ห่อหุ้มตัวเองด้วยวงแหวนเศษเล็กเศษน้อยก่อนจะกลืนดาวดวงเล็กๆ ไปทั้งหมด

นี่เป็นเหตุการณ์รุนแรงที่นำไปสู่การก่อตัวของเนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงิน การควบรวมกิจการทำให้เกิดก้อนเมฆที่ร้อนจัดในอวกาศซึ่งถูกผ่าเป็นสองส่วนโดยดิสก์ก๊าซ สิ่งนี้สร้างเมฆเศษเล็กเศษน้อยรูปทรงกรวยสองก้อน ฐานของพวกมันเคลื่อนออกจากดาวไปในทิศทางตรงกันข้ามและกว้างขึ้นเมื่อเดินทางออกไปด้านนอก ฐานของโคนหนึ่งโคนพุ่งเข้าหาโลกเกือบตรง อีกโคนหนึ่งพุ่งเข้าหาโลกเกือบตรง พวกมันจางเกินกว่าจะมองเห็นเพียงลำพัง แต่บริเวณที่กรวยทับซ้อนกัน (เมื่อมองจากโลก) ก่อให้เกิดวงแหวนสีน้ำเงินตรงกลางที่ GALEX สังเกตเห็น

นับพันปีผ่านไป และเศษฝุ่นที่ขยายตัวก็เย็นตัวลงและก่อตัวเป็นโมเลกุลและฝุ่น รวมถึงโมเลกุลไฮโดรเจนที่ชนกับตัวกลางในอวกาศ การรวมตัวของอะตอมและอนุภาคพลังที่กระจัดกระจายที่เติมช่องว่างระหว่างดาวฤกษ์ การชนกันทำให้โมเลกุลไฮโดรเจนตื่นเต้น ทำให้พวกเขาแผ่รังสีในความยาวคลื่นเฉพาะของแสงยูวีไกล เมื่อเวลาผ่านไป แสงก็สว่างมากพอที่ GALEX จะมองเห็น

การรวมตัวกันของดาวฤกษ์อาจเกิดขึ้นได้บ่อยเท่ากับทุกๆ 10 ปีในดาราจักรทางช้างเผือกของเรา ซึ่งหมายความว่าเป็นไปได้ที่จำนวนดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่เราเห็นบนท้องฟ้าเป็นสองเท่า

"เราเห็นระบบสองดาวมากมายที่อาจรวมเข้าด้วยกันสักวันหนึ่ง และเราคิดว่าเราได้ระบุดาวที่รวมตัวกันเมื่อหลายล้านปีก่อน แต่เราแทบไม่มีข้อมูลเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างนั้นเลย" เมตซ์เกอร์กล่าว "เราคิดว่าน่าจะมีการรวมตัวกันของดาวฤกษ์อายุน้อยจำนวนมากในกาแลคซีของเรา และเนบิวลาวงแหวนสีน้ำเงินอาจแสดงให้เราเห็นว่าพวกมันมีลักษณะอย่างไร เพื่อที่เราจะได้ระบุตัวตนได้มากขึ้น"

แม้ว่านี่อาจเป็นบทสรุปของปริศนาอายุ 16 ปี แต่ก็อาจเป็นจุดเริ่มต้นของบทใหม่ในการศึกษาเรื่องการควบรวมกิจการของตัวเอก

"เป็นเรื่องน่าทึ่งที่ GALEX สามารถค้นพบวัตถุที่เลือนลางจริงๆ ซึ่งเราไม่ได้มองหา แต่กลับกลายเป็นสิ่งที่น่าสนใจสำหรับนักดาราศาสตร์จริงๆ" Seibert กล่าว "มันตอกย้ำว่าเมื่อคุณมองดูจักรวาลด้วยความยาวคลื่นใหม่หรือในรูปแบบใหม่ คุณจะได้พบกับสิ่งที่คุณไม่เคยคิดมาก่อนว่าจะทำ"