สมาคมดาราศาสตร์ไทย

การลุกจ้าบนดาว 2 ม้าบิน

การลุกจ้าบนดาว 2 ม้าบิน

13 ธ.ค. 2549
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวเทียมสวิฟต์ของนาซาตรวจพบการลุกจ้า (flare) ที่รุนแรงมากบนดาวใกล้เคียงดวงหนึ่ง ความรุนแรงระดับนี้หากเกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์ จะถึงขั้นทำให้สิ่งมีชีวิตบนโลกต้องสูญพันธุ์ครั้งใหญ่อีกครั้ง คาดว่าการลุกจ้านี้อาจเป็นการระเบิดที่เกิดจากพลังแม่เหล็กที่รุนแรงที่สุดเท่าที่เคยพบมา

การลุกจ้ารุนแรงเสียจนในตอนแรกนักดาราศาสตร์เข้าใจว่าเป็นดาวระเบิด มีพลังงานมากกว่าการลุกจ้าทั่วไปบนดวงอาทิตย์ประมาณหนึ่งร้อยล้านเท่า ปล่อยพลังงานออกมาเท่ากับลูกระเบิดนิวเคลียร์ 50 ล้านล้านล้านลูก 

การลุกจ้านี้ตรวจพบเมื่อเดือนธันวาคม 2548 เกิดขึ้นบนคู่ ๆ หนึ่ง ชื่อดาว ม้าบิน (II Pegasi) อยู่ในกลุ่มดาวม้าบิน ดาวที่เกิดการลุกจ้ามีมวล 0.8 มวลสุริยะ ส่วนดาวสหายมีมวล 0.4 มวลสุริยะ ทั้งสองดวงอยู่ใกล้กันมาก ห่างกันไม่กี่เท่าของรัศมีดาวเท่านั้น ด้วยเหตุนี้ แรงน้ำขึ้นลงจึงทำให้ดาวทั้งคู่หมุนรอบตัวเองเร็วมาก เพียงรอบละ วันเท่านั้น ในขณะที่ดวงอาทิตย์หมุนรอบตัวเองรอบหนึ่งใช้เวลาถึง 28 วัน การหมุนรอบตัวเองที่เร็วมากก็เป็นส่วนหนึ่งที่ทำให้เกิดการลุกจ้ารุนแรงขึ้น

ปกติดาวฤกษ์ที่อายุน้อยจะหมุนรอบตัวเองเร็วและเกิดการลุกจ้าขึ้นบ่อยครั้งกว่าดาวที่อายุมาก ดังนั้นในอดีตดวงอาทิตย์จึงอาจเคยเกิดการลุกจ้ารุนแรงแบบเดียวกับดาว ม้าบินมาก่อน แต่ถึงอย่างนั้นดาว ม้าบินก็ไม่ใช่ดาวอายุน้อย ในทางตรงข้ามมีอายุมากกว่าดวงอาทิตย์ถึงสองเท่าเสียด้วยซ้ำ แต่จากการที่ดาว ม้าบินเป็นดาวคู่ที่อยู่ชิดกันมาก ทำให้ดาวทั้งสองหมุนรอบตัวเองเร็วเช่นดาวอายุน้อยได้  

หากการลุกจ้าแบบที่เกิดบนดาว ม้าบินมาเกิดบนดวงอาทิตย์ รังสีเอกซ์จะทำลายชั้นบรรยากาศของโลก ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศขนาดใหญ่จนเกิดการสูญพันธุ์ใหญ่ขึ้นอีกครั้ง โชคดีที่ดวงอาทิตย์ของเราค่อนข้างเสถียร จึงไม่มีโอกาสเกิดการปะทุที่รุนแรงขนาดนั้นได้ และโชคดีอีกอย่างก็คือ ดาว ม้าบินอยู่ห่างจากโลกไป 135 ปีแสง ซึ่งห่างพอที่จะไม่ส่งผลร้ายแรงมาถึงโลก

การลุกจ้าบนดวงอาทิตย์เกิดขึ้นภายในคอโรนาซึ่งเป็นบรรยากาศชั้นนอกสุดของดวงอาทิตย์ อุณหภูมิของคอโรนาประมาณ ล้านองศาเซลเซียส ในขณะที่พื้นผิวของดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิประมาณ 6,000 องศาเซลเซียสเท่านั้น การลุกจ้าเป็นการปะทุของรังสีเกือบตลอดย่านสเปกตรัมของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่ระดับพลังงานต่ำอย่างคลื่นวิทยุจนถึงพลังงานสูงอย่างรังสีเอกซ์ รังสีเอกซ์อาจคงอยู่ได้นานหลายนาทีบนดวงอาทิตย์ แต่บนดาว ม้าบินรังสีเอกซ์คงอยู่ได้นานหลายชั่วโมง

การลุกจ้าเกี่ยวข้องกับห่าฝนอิเล็กตรอนที่ตกจากคอโรนาลงไปบนโฟโตสเฟียร์ เผาให้แก๊สในคอโรนาร้อนขึ้น นักวิทยาศาสตร์คาดว่าการบิดและฉีกขาดของเส้นแรงแม่เหล็กภายในคอโรนาทำให้อนุภาคเร่งความเร็วขึ้นและทำให้เกิดการลุกจ้า

การลุกจ้านี้รุนแรงเสียจนกล้องแบต (Burst Alert Telescope) ของสวิฟต์ตรวจจับได้ ทั้งที่กล้องแบตเป็นอุปกรณ์ตรวจหาแสงวาบรังสีแกมมาซึ่งเป็นการปะทุอีกรูปแบบหนึ่งที่รุนแรงกว่าเพราะอยู่ในย่านรังสีแกมมา แต่เนื่องจากกล้องรังสีเอกซ์ของสวิฟต์ก็ตรวจจับรังสีเอกซ์จากการปะทุนี้ได้ด้วย นักดาราศาสตร์จึงทราบว่านี่ไม่ใช่แสงวาบรังสีแกมมาอย่างแน่นอน รังสีเอกซ์ที่ตรวจวัดได้จากดาว ม้าบินนี้เรียกว่า รังสีเอกซ์แข็ง (hard X-ray) เป็นรังสีที่พบได้บนดวงอาทิตย์เมื่อเกิดการลุกจ้า เกิดขึ้นจากการเร่งของอนุภาคอิเล็กตรอน ส่วนรังสีเอกซ์อีกชนิดหนึ่งคือรังสีเอกซ์อ่อน (soft X-ray) เป็นรังสีเอกซ์ที่พบได้ในดาวฤกษ์ทั่วไป ครั้งนี้เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์ได้เห็นรังสีเอกซ์แข็งบนดาวดวงอื่นนอกจากดวงอาทิตย์ เนื่องจากรังสีเอกซ์แข็งเกิดขึ้นก่อนการลุกจ้าและสัมพันธุ์กับการทำให้แก๊สในคอโรนาร้อนขึ้น รังสีนี้จึงเผยสภาพเริ่มต้นของการลุกจ้าบนดาว ม้าบินได้เป็นอย่างดี

แม้นักดาราศาสตร์จะเข้าใจกลไกการลุกจ้าบนดวงอาทิตย์ดีพอควร แต่สำหรับการลุกจ้าที่รุนแรงอย่างที่เกิดบนดาว ม้าบินนี้ยังไม่เคยเห็นที่ไหนมาก่อน การที่ดาว ม้าบินอยู่ไม่ไกลจากโลกมากนักจึงถือว่าเป็นโอกาสดีในการศึกษาปรากฏการณ์เช่นนี้

การลุกจ้าทั่วไปที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์ ถ่ายในย่านรังสีเอกซ์โดยดาวเทียมเทรซของนาซา (ภาพจาก NASA/LMSAL)

การลุกจ้าทั่วไปที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์ ถ่ายในย่านรังสีเอกซ์โดยดาวเทียมเทรซของนาซา (ภาพจาก NASA/LMSAL)

ที่มา: