สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ชำระทฤษฎีแสงวาบรังสีแกมมา

ชำระทฤษฎีแสงวาบรังสีแกมมา

10 มี.ค. 2550
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
แสงวาบรังสีแกมมา เป็นการระเบิดที่รุนแรงที่สุดในเอกภพ ค้นพบครั้งแรกในราวทศวรรษที่ 1970 การหาว่าสาเหตุของการระเบิดชนิดนี้คืออะไรเป็นปัญหาหนักอกที่ท้าทายนักวิทยาศาสตร์มาเป็นเวลานาน สาเหตุหนึ่งเนื่องจากมักเกิดขึ้นที่ขอบเอกภพที่มองเห็น และเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเพียงเสี้ยววินาที

การสำรวจในรอบทศวรรษที่ผ่านมาได้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ค่อยเข้าใจแสงวาบนี้ขึ้นทีละน้อย จนกระทั่งได้ข้อสรุปที่ค่อนข้างตรงกันว่า แสงวาบบางแห่ง เกิดจากดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ยุบลงไปเป็นหลุมดำ นักดาราศาสตร์เชื่อว่าที่มาของรังสีแกมมามาจากลำของพลาสมาที่พุ่งออกมาจากหลุมดำด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสง

รังสีแกมมาที่เราตรวจพบมาจากการผันแปรความเร็วของสสารที่พ่นออกมา สสารบางส่วนจะพุ่งออกมาเร็วกว่าส่วนอื่น เมื่อสสารก้อนที่เร็วชนเข้ากับสสารก้อนที่ช้า จะทำให้เกิดคลื่นกระแทกภายในลำสารและแผ่รังสีแกมมาออกมา แม้ว่าแบบจำลองคลื่นกระแทกภายในลำสารเป็นคำอธิบายมาตรฐาน 

แต่ ศ.พาวัน คูเมอร์ จากมหาวิทยาลัยเทกซัส ได้ตั้งข้อสงสัยต่อทฤษฎีนี้ เขาและผู้ร่วมงานสงสัยว่า แสงวาบรังสีแกมมาอาจไม่ได้เกิดจากการกระแทกภายใน แต่เกิดจากการทะลักของสนามแม่เหล็กแรงสูงที่พาเอาพลังงานมหาศาลออกจากดาวที่กำลังยุบลง

ทฤษฎีของ ศ. คูเมอร์ อาศัยข้อมูลจากดาวเทียมสวิฟต์ เขาได้วิเคราะห์แสงวาบรังสีแกมมา 10 แห่ง ที่พบระหว่างเดือนมกราคม 2548 จนถึง พฤษภาคม 2549 ทุกกรณี ดาวเทียมสวิฟต์ตรวจพบรังสีแกมมา รังสีเอกซ์ และแสงที่ตามองเห็นได้อย่างทันท่วงทีหลังจากตรวจพบการระเบิด การสำรวจในหลายความถี่พร้อมกันเป็นข้อได้เปรียบอย่างมากของสวิฟต์

การศึกษานี้เผยกระบวนการทางกายภาพของการแผ่รังสีแกมมา และด้วยการที่สวิฟต์สามารถวัดระยะเวลาการเกิดระหว่างแสงวาบในย่านต่าง ๆ ได้อย่างแม่นยำ ซึ่งตัวเลขระยะเวลานี้เป็นตัวจำกัดระยะทางระหว่างบริเวณแผ่รังสีกับหลุมดำ เขาพบว่า แหล่งกำเนิดรังสีแกมมานี้อยู่ห่างจากหลุมดำประมาณ 10,000 ล้านกิโลเมตร หรือราว 100 เท่าของระยะทางที่คาดไว้ก่อนหน้านี้ สิ่งนี้ประกอบกับหลักฐานอีกหลายอย่างสนับสนุนว่าการไหลของรังสีเกิดจากสนามแม่เหล็กเป็นหลักบ่งชี้ว่าลำแม่เหล็กสลายไปเป็นรังสีแกมมา และอันตรกิริยาที่เกิดขึ้นตามมาระหว่างลำแม่เหล็กนี้กับแก๊สที่อยู่ข้างเคียงทำให้เกิดความร้อนขึ้นสูงซึ่งทำให้เกิดแสงเรืองค้างที่มองเห็นในย่านรังสีเอกซ์และแสงขาว

ถ้าเป็นเช่นนั้นจริง ทฤษฎีเกี่ยวกับแสงวาบรังสีแกมมาก็ต้องเปลี่ยนไปอย่างแน่นอน

ยานสวิฟต์ของนาซา (ภาพจาก NASA)

ยานสวิฟต์ของนาซา (ภาพจาก NASA)

ที่มา: