สมาคมดาราศาสตร์ไทย

แสงวาบรังสีแกมมากับซูเปอร์โนวา

แสงวาบรังสีแกมมากับซูเปอร์โนวา

10 มิ.ย. 2549
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ในอวกาศมีปรากฏการณ์ที่รุนแรงประเภทการระเบิดการปะทุหลายแบบ การระเบิดสองชนิดที่รุนแรงมากและเป็นที่สนใจของนักดาราศาสตร์เป็นพิเศษคือ ซูเปอร์โนวา และแสงวาบรังสีแกมมา (gamma-ray burst) 

ซูเปอร์โนวา เป็นสิ่งที่มีการศึกษามานานแล้ว นักดาราศาสตร์ทราบต้นกำเนิดเป็นอย่างดี ซูเปอร์โนวาประเภทหนึ่งที่เรียกว่าซูเปอร์โนวาแกนยุบ (core-collapse supernova) เกิดจากดาวที่หนักมากยุบตัวลงแล้วระเบิด ส่วนแสงวาบรังสีแกมมานั้นยังเป็นปริศนาอยู่ อย่างไรก็ตามนักดาราศาสตร์เชื่อว่ามีต้นกำเนิดจากดาวขนาดใหญ่ยุบตัวแล้วระเบิดเหมือนกัน นอกจากนี้ยังเชื่อว่านักดาราศาสตร์เชื่อว่าวัตถุทั้งสองประเภทนี้เกิดขึ้นภายใต้สภาพแวดล้อมเดียวกัน 

แต่ แอนดรูว์ ฟรัชเตอร์ จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์พิสูจน์ว่า ไม่จริง

ฟรัชเตอร์กล่าวว่า จากการที่ได้ศึกษาตำแหน่งของแสงวาบรังสีแกมมายาว (แสงวาบที่อยู่นานเกินสองวินาที) 42 แหล่งที่มีการศึกษากันดี และซูเปอร์โนวาแกนยุบ (core-collapse supernova) 16 ดวง (ซูเปอร์โนวาทุกชนิดยกเว้นซูเปอร์โนวาชนิด เอ เป็นซูเปอร์โนวาแกนยุบ) พบว่าสภาพแวดล้อมของวัตถุสองประเภทนี้ต่างกันอย่างชัดเจน 

ซูเปอร์โนวาแกนยุบที่ศึกษาพบกระจายอยู่ตามดาราจักรก้นหอย (spiral galaxy) กับดาราจักรไร้รูปแบบ (irregular galaxy) เท่า ๆ กัน ส่วนแสงวาบรังสีแกมมายาวมักพบในดาราจักรไร้รูปแบบขนาดเล็กจางและมีธาตุหนักอยู่น้อย (ในทางดาราศาสตร์ ธาตุที่หนักกว่าฮีเลียมถือเป็นธาตุหนัก บางครั้งก็เรียกว่าโลหะ)

นอกจากนี้ยังพบว่าแสงวาบรังสีแกมมายาวมักเกิดบริเวณที่สว่างที่สุดของดาราจักร นั่นย่อมหมายความว่าเกิดขึ้นจากดาวที่หนักที่สุด ซึ่งอาจหนักกว่าดวงอาทิตย์ไม่น้อยกว่า 20 เท่า 

เมื่อพิจารณาต่อในด้านของสัดส่วนโลหะ (metallicity) ก็พบความแตกต่างอีก ดาราจักรที่มีแสงวาบยาวอยู่มีสัดส่วนโลหะต่ำกว่าดาราจักรที่มีซูเปอร์โนวาแกนยุบ ดาวที่มีอายุมากที่สุดเกิดขึ้นจากไฮโดรเจนและฮีเลียม มีโลหะน้อยมาก ส่วนดาวรุ่นต่อมาเกิดขึ้นจากวัตถุดิบรุ่นหลังซึ่งมีโลหะที่เกิดจากดาวรุ่นแรกมากขึ้น ดาวรุ่นหลังจึงมีสัดส่วนโลหะมากขึ้น เนื่องจากแสงวาบรังสีแกมมายาวมักอยู่ในดาราจักรอายุมาก แสงวาบยาวจึงใช้เป็นเครื่องมือศึกษาดาราจักรอายุมากได้ และนั่นก็หมายถึงศึกษาเอกภพในช่วงต้นด้วย

แสงวาบรังสีแกมมาแผ่รังสีแกมมารุนแรงออกไปรอบด้าน รังสีนี้เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตในดาวบริเวณข้างเคียง หากเกิดแสงวาบขึ้นใกล้โลก รังสีจะทำลายบรรยากาศสภาพแวดล้อมและสิ่งมีชีวิตบนโลกด้วย แต่การศึกษาของนักดาราศาสตร์คณะนี้ช่วยให้อุ่นใจได้ในระดับหนึ่ง เพราะในจำนวนดาราจักร 42 ดาราจักรที่ศึกษาที่พบว่ามีแสงวาบยาวนี้ มีเพียงดาราจักรเดียวที่เป็นดาราจักรชนิดก้นหอยแบบดาราจักรทางช้างเผือก นี่หมายความว่าดาราจักรของเรามีโอกาสเกิดแสงวาบรังสีแกมมาไม่มากนัก

แสงวาบรังสีแกมมายาว มักเกิดขึ้นในดาราจักรชนิดไร้รูปแบบ แสงวาบรังสีแกมมาสั้นมักเกิดในดาราจักรไร้รูปแบบขนาดเล็ก ส่วนครึ่งหนึ่งของซูเปอร์โนวา 16 ดวงที่ศึกษามีราวครึ่งหนึ่งที่เกิดขึ้นในดาราจักรชนิดก้นหอย

แสงวาบรังสีแกมมายาว มักเกิดขึ้นในดาราจักรชนิดไร้รูปแบบ แสงวาบรังสีแกมมาสั้นมักเกิดในดาราจักรไร้รูปแบบขนาดเล็ก ส่วนครึ่งหนึ่งของซูเปอร์โนวา 16 ดวงที่ศึกษามีราวครึ่งหนึ่งที่เกิดขึ้นในดาราจักรชนิดก้นหอย

ที่มา: