นี่คือการ “วัดมวล”(ดาวแคระขาว) โดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

นักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์ต่างพากันสำรวจ ศึกษาและวิเคราะห์ดวงดาวต่างๆที่ค้นพบ โดยพยายามใช้ทฤษฎีต่างๆมาอ้างอิง

รูปที่ 1. ดาวแคระขาว (อ้างอิง: Livescience)

นี่คือการวัดมวลของดาวแคระขาว (White Dwarf) โดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (Hubble Space Telescope) โดยใช้ปรากฏการณ์ประหลาดที่ทำนายโดยใช้ทฤษฎีสัมพัทธภาพ (Theory of Relativity) ของไอน์สไตน์เมื่อหลายสิบปีก่อน การค้นพบนี้ยืนยันการคาดการณ์ของนักดาราศาสตร์ว่าดาวแคระขาวมีมวลมากน้อยเพียงใด และอาจจะช่วยอธิบายสสารประหลาดที่มีความหนาแน่นสูงซึ่งประกอบกันเป็นเศษซากดาวฤกษ์เหล่านี้

ในการศึกษาครั้งใหม่นี้ นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเพื่อวัดมวลของดาวแคระขาวเดี่ยวที่เรียกว่า ดาว LAWD 37 ที่จะตีพิมพ์ฉบับสมบูรณ์ในวารสารราชสมาคมดาราศาสตร์ (The Royal Astronomical Society) ฉบับเดือนมีนาคม ค.ศ. 2023 แม้ว่านักดาราศาสตร์นั้นเคยได้วัดมวลของดาวแคระขาวในระบบดาวคู่ ซึ่งเป็นระบบที่ดาวสองดวงโคจรรอบจุดศูนย์กลางมวลร่วมกัน แต่ดาว LAWD 37 เป็นดาวแคระขาวดวงแรกที่ถูกตรวจวัดอย่างโดดเดี่ยวเพียงดวงเดียว

ทีมวิจัยซึ่งนำโดย ปีเตอร์ แมคกิลล์ (Peter McGill) นักดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซ ได้ใช้คุณสมบัติที่แปลกประหลาดของเอกภพเพื่อทำการวัดครั้งนี้ นั่นคือความจริงที่ว่าแรงโน้มถ่วงแปรปรวนกาลอวกาศ เมื่อดาว LAWD 37 เคลื่อนผ่านหน้าดาวสว่างที่อยู่ไกลออกไป แสงจากดาวพื้นหลังโค้งงอรอบดาวแคระขาวที่อยู่ใกล้ๆ ซึ่งในกระบวนการที่เรียกว่าไมโครเลนส์ความโน้มถ่วง (Gravitational Microlensing) ซึ่งเดิมทีอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ทำนายไว้ เมื่อดาว LAWD 37 ทำให้แสงของดาวบิดเบี้ยว ดูเหมือนว่าดาวจะเคลื่อนตัวเล็กน้อยบนท้องฟ้า ซึ่งเอฟเฟกต์ที่กล้องฮับเบิลสามารถตรวจจับได้ด้วยความแม่นยำอย่างเหลือเชื่อ

รูปที่ 2. การวัดมวลดาวแคระขาว (อ้างอิง: NASA)

เหตุการณ์เหล่านี้เกิดขึ้นได้ยาก และผลกระทบที่เกิดขึ้นนั้นน้อยมาก ปีเตอร์กล่าวในแถลงการณ์ของนาซ่า ตัวอย่างเช่น ขนาดของการชดเชยที่วัดได้ของเราก็เหมือนกับการวัดความยาวของรถยนต์บนดวงจันทร์เมื่อมองจากโลก การวัดที่แม่นยำอย่างยิ่งนี้ใช้เวลาหลายปีในการสังเกตการณ์ร่วมกับฮับเบิลเพื่อให้ได้มา

ดาวแคระขาวดาวหลายดวง เช่น ดวงอาทิตย์ของเรา แต่จะค่อยๆขยายและจางหายไป โดยสูญเสียชั้นนอกและทิ้งแกนกลางที่ตายแล้วไว้เบื้องหลัง โดยเศษซากเหล่านี้เรียกว่าดาวแคระขาว เกิดจากสสารที่เสื่อมสภาพ ซึ่งเป็นก๊าซอัดพิเศษประเภทที่แปลกประหลาด ซึ่งตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ยังคงพยายามทำความเข้าใจอยู่

ดาว LAWD 37 ตั้งอยู่ห่างจากโลกเพียง 15 ปีแสง เป็นที่ได้รับความนิยมในการศึกษามาหลายปีแล้ว ในงานวิจัยชิ้นใหม่นี้ ผู้เขียนศึกษาใช้ข้อมูลตำแหน่งจากภารกิจไกอา (Gaia) ขององค์การอวกาศยุโรป (European Space Agency) เพื่อทำนายได้อย่างแม่นยำว่าดาว LAWD 37 จะเคลื่อนผ่านหน้าดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกลเมื่อใด ทำให้ทีมสามารถเตรียมพร้อมสำหรับเหตุการณ์ไมโครเลนส์ความโน้มถ่วงตามนั้น จากการเคลื่อนตัวเล็กน้อยบนท้องฟ้าของดาวฤกษ์ที่อยู่ห่างไกล ทีมคำนวณว่าดาวแคระขาวมีมวลประมาณ 56% เท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งสอดคล้องกับแบบจำลองที่มีอยู่และการคาดการณ์ว่าเกิดอะไรขึ้นภายในเศษซากดาวประหลาดเหล่านี้

รูปที่ 3. การวัดมวลดาวแคระขาว (อ้างอิง: NASA)

การวัดมวลครั้งนี้เป็นหนึ่งในสิ่งที่หวังว่าจะมีตามมาอีกมาก รวมถึงการวัดจากข้อมูลใหม่จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ (James Webb Space Telescope) ทีมงานกำลังเฝ้าสังเกตดาวแคระขาวอีกดวงหนึ่งชื่อว่าดาว LAWD 66 และจะเฝ้าดูต่อไปจนกว่าพวกเขาจะมีข้อมูลเพียงพอที่จะวัดมวลของมันในปี ค.ศ. 2024 เพื่อค้นพบและศึกษาชิ้นส่วนปริศนาอีกชิ้นหนึ่ง

อ้างอิง: NASA, Livescience

Leave a Reply

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