นี่คือการค้นพบ “ระบบดาวคู่” ที่หายากที่ถึงวาระที่จะระเบิดเป็นกิโลโนวา

นักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์ได้ทำการสำรวจและบันทึกดวงดาวและระบบต่างๆในเอกภพ ซึ่งทำให้ค้นพบสิ่งต่างๆมากมายที่น่าทึ่ง

รูปที่ 1. จำลองระบบดาวคู่ (Double-Star System) ที่ถึงวาระที่จะระเบิดเป็นกิโลโนวา (อ้างอิง: CNN)

นี่คือการค้นพบระบบดาวคู่ (Double-Star System) ที่ถึงวาระที่จะระเบิดเป็นกิโลโนวา (Kilonova) ที่ลุกเป็นไฟ ซึ่งนับเป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบระบบดาวที่หายากมากซึ่งถึงวาระที่จะระเบิดในกิโลโนวา ซึ่งการระเบิดนี้ได้สร้างโลหะมีค่าซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของซากดาวฤกษ์สองดวง ที่จะทำให้จะส่งทองคำ เงิน แพลทินัม และธาตุหนักใหม่อื่นๆเข้าสู่อวกาศ ซึ่งจะไม่เกิดขึ้นเป็นเวลาหลายล้านปี แต่ระบบสารตั้งต้นที่ตั้งขึ้นสำหรับการควบรวมครั้งใหญ่นี้เป็นสิ่งที่พบเห็นได้ยาก อย่างไรก็ตาม การประกอบรวมของดาวฤกษ์มวลมากหนึ่งดวงและดาวนิวตรอนที่ตายแล้วซึ่งมีความหนาแน่นสูงซึ่งถูกขังอยู่ในวงโคจรร่วมกัน นักดาราศาสตร์ประเมินว่ามีระบบดังกล่าวน้อยกว่า 10 ระบบ ในกาแล็กซีของเรา

เรารู้ว่าทางช้างเผือกมีดวงดาวอย่างน้อยแสนล้านดวงและมีแนวโน้มว่าจะมีมากกว่านั้นอีกหลายแสนล้านดวง อันเดร-นิโคลัส เชเน่ (André-Nicolas Chené) นักดาราศาสตร์จากนัวร์แล็บ (NOIRLab) ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ (National Science Foundation) กล่าว ระบบดาวคู่ (Binary Systems) ที่โดดเด่นนี้โดยพื้นฐานแล้วเป็นระบบที่หายากหนึ่งในหมื่นล้าน ก่อนการศึกษาของเรา มีการประมาณว่าระบบดังกล่าวควรมีอยู่เพียงหนึ่งหรือสองระบบในกาแล็กซีชนิดก้นหอยอย่างทางช้างเผือก

รูปที่ 2. หอดูดาวเซอร์โรโทโลโลอินเตอร์อเมริกัน (อ้างอิง: Noirlab)

กิโลโนวาคือ การปล่อยพลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอย่างรุนแรงที่เกิดขึ้นเมื่อวัตถุอย่างดาวนิวตรอนชนกัน ขณะที่ดาวนิวตรอนชนกันจะแผ่คลื่นความโน้มถ่วงออกมาก่อน จากนั้นจะเกิดการปะทุขึ้นของรังสีแกมมาอย่างรุนแรง เป็นแสงวาบขนาดใหญ่ของรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่ปล่อยออกมาระหว่างการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวง แกนกลางที่ยุบตัวของดาวมวลมากที่เชื้อเพลิงหมดหรือดาวนิวตรอนและหลุมดำ นิโคลัสและเพื่อนร่วมงานใช้กล้องโทรทรรศน์สมาร์ทส (SMARTS) ขนาด 1.5 เมตร ที่หอดูดาวเซอร์โรโทโลโลอินเตอร์อเมริกัน (Cerro Tololo Inter-American) ในชิลี เพื่อค้นพบระบบดาว CPD-29,2176 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 11,400 ปีแสง โดยทีมวิจัยสรุปได้ว่าระบบดาวคู่มีดาวนิวตรอนขนาดเล็กที่หนาแน่นซึ่งโคจรรอบโดยดาวฤกษ์มวลมากที่น่าจะยุบตัวเป็นดาวนิวตรอนในอนาคตอันไกล

บางครั้งดาวมวลมากจะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา (Supernovas) ที่น่าทึ่ง แต่ดาวนิวตรอนในระบบนี้ดูเหมือนจะถูกทิ้งไว้โดยซูเปอร์โนวาชั้นพิเศษที่รู้จักกันในชื่อซูเปอร์โนวาแบบแยกส่วน นักวิจัยกล่าว ในกรณีนี้ ดาวฤกษ์ที่เคยยิ่งใหญ่สูญเสียมวลชั้นนอกไปมากให้กับดาวคู่โคจรก่อนที่จะสิ้นอายุขัย ดังนั้น เมื่อดาวฤกษ์หมดเชื้อเพลิงและพังทลายลง มันก็จะเป็นไปอย่างเงียบๆและเบาๆ โดยไม่มีการระเบิดขนาดใหญ่ที่จะผลักคู่ของมันออกจากวงโคจร ดังที่มักเกิดขึ้นในระบบดาวคู่

ดาวมวลมากที่โคจรอยู่ในขณะนี้กำลังอยู่ในกระบวนการสูญเสียเชื้อเพลิงของตัวเองไปสู่ความว่างเปล่าในอวกาศ และมีแนวโน้มว่าจะกลายเป็นซูเปอร์โนวา และเมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น มันจะปล่อยให้ดาวนิวตรอน 2 ดวง โคจรรอบกันและกันอย่างแน่นหนา จนในที่สุดพวกมันก็จะชนกันและรวมกัน ส่งกิโลโนวาอันแวววาวออกมาขณะที่พวกมันตายลง นักวิจัยรายงานการค้นพบของพวกเขาในวันที่ 1 กุมภาพันธ์ ค.ศ. 2023 ในวารสารเนเจอร์ (Nature)

รูปที่ 3. วิวัฒนาการของระบบดาว CPD-29,2176 (อ้างอิง: CNN)

การเกิดแบบนี้อาจจะใช้เวลานานถึงหนึ่งพันล้านปีในการพัฒนา อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์รู้สึกตื่นเต้นที่จะศึกษาสารตั้งต้นของกิโลโนวาที่น่าจะเป็นไปได้ก่อนที่จะเกิดการระเบิด ระบบนี้เผยให้เห็นว่าดาวนิวตรอนบางดวงก่อตัวขึ้นด้วยซูเปอร์โนวาขนาดเล็ก ผู้เขียนนำการศึกษาโนเอล ดี. ริชาร์ดสัน (Noel D. Richardson) ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยการบินเอ็มบรี-ริดเดิ้ล (Embry-Riddle Aeronautical University) ในฟลอริดากล่าว ในขณะที่เราเข้าใจจำนวนดวงดาวที่เพิ่มขึ้นของระบบต่างๆ เช่น CPD-29,2176 เราจะเข้าใจว่าการตายของดาวฤกษ์บางดวงอาจจะสงบลงเพียงใด และถ้าดาวเหล่านี้สามารถตายได้โดยไม่มีซูเปอร์โนวาแบบดั้งเดิม

อ้างอิง: Livescience, CNN

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *