สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ซูเปอร์โนวาระดับซูเปอร์ สว่างสุด ๆ

ซูเปอร์โนวาระดับซูเปอร์ สว่างสุด ๆ

2 ก.พ. 2559
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
นักดาราศาสตร์คณะหนึ่งจากมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตต กำลังศึกษาก้อนแก๊สร้อนก้อนหนึ่งที่แผ่พลังงานออกมามากกว่าดวงอาทิตย์หลายแสนล้านเท่า แต่แก๊สก้อนนี้มีขนาดเพียงไม่ถึง 20 กิโลเมตรเท่านั้น

มันคล้ายจะเป็นซูเปอร์โนวา แต่นักดาราศาสตร์ไม่แน่ใจนักว่าจะใช่จริงหรือไม่ ถ้าใช่ มันก็จะเป็นซูเปอร์โนวาที่ไม่เหมือนซูเปอร์โนวาอื่นใดที่นักดาราศาสตร์เคยรู้จัก และจะเป็นซูเปอร์โนวาที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยมีการค้นพบ 

นักดาราศาสตร์ตรวจพบการปะทุของวัตถุดวงนี้ในเดือนมิถุนายน 2558 ในขณะนั้นเป็นเพียงจุดริบหรี่จุดหนึ่งในภาพที่ถ่ายจากกล้องของโครงการค้นหาซูเปอร์โนวาที่ชื่ออัสแซสซิน โครงการนี้จะถ่ายภาพท้องฟ้าบริเวณเดิมซ้ำอยู่เสมอเพื่อค้นหาจุดแสงแปลกปลอมที่อาจจะเป็นการปะทุจากดาวระเบิด ต่อมาการปะทุที่เกิดขึ้นในครั้งนั้นได้ชื่อว่า อัสแซสซิน-15 แอลเอช (ASASSN-15lh) หรือ เอสเอ็น 2015 แอล (SN 2015L) 

การศึกษาในระยะต่อมานักดาราศาสตร์พบเรื่องน่าประหลาดใจหลายอย่างเกี่ยวกับซูเปอร์โนวาดวงนี้ มันแผ่พลังงานมากกว่าซูเปอร์โนวาชนิด เอทั่วไปราว 200 เท่า  มากกว่าดวงอาทิตย์ 570 พันล้านเท่า ต่อให้เอาแสงดาวทั้งดาราจักรทางช้างเผือกทั้งหมดมารวมกันแล้วก็ยังสว่างน้อยกว่าอัสแซสซิน-15 แอลเอชถึง 20 เท่า 

ด้วยระยะห่างที่มากถึง 2.8 พันล้านปีแสง ทำให้อัสแซสซิน-15 แอลเอชเมื่อมองจากโลกมีอันดับความสว่างราว 17  แต่หากซูเปอร์โนวาทุกดวงอยู่ห่างจากโลกเท่ากันแล้ว ซูเปอร์โนวาดวงนี้จะสว่างที่สุด แม้กระทั่งเมื่อเวลาผ่านไปหลายเดือนแล้ว ก็ยังแผ่พลังงานออกมามากกว่าดาวทุกดวงในทางช้างเผือกรวมกัน

ความสว่างไสวที่ไม่ธรรมดาก็ถือว่าแปลกมากแล้ว สถานที่อยู่ของซูเปอร์โนวานี้ก็แปลกไม่แพ้กัน "ซูเปอร์โนวานี้เกิดขึ้นในดาราจักรขนาดใหญ่ที่ค่อนข้างจะสงบเงียบ ต่างจากซูเปอร์โนวาสว่างมากดวงอื่นที่มักเกิดขึ้นในดาราจักรแคระที่มีการสร้างดาวอย่างคึกคัก" ดร. ตง ซูป๋อ จากสถาบันดาราศาสตร์และฟิสิกส์ดาราศาสตร์แคฟลี หนึ่งในผู้เขียนรายงานการวิจัยฉบับนี้กล่าว
 
ซูเปอร์โนวานี้มีอันความสว่างสัมบูรณ์ -23.5 หรือกำลังส่องสว่างรังสีรวม (bolometric luminosity) มากถึง 2.2 1045 เออร์กต่อวินาที 
สว่างกว่าซูเปอร์โนวาที่สว่างรองลงไปถึงกว่าสองเท่า

"นี่มันเป็นได้อย่างไร? การจะสว่างระดับนี้ได้ จะต้องใช้พลังงานมหาศาลมาขับ แล้วแหล่งพลังงานนั้นมาจากไหน?" ศ.เคซตอฟ สตาเน็ก จากมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตตตั้งคำถามอธิบาย

โดยปกติซูเปอร์โนวาก็มีความสว่างมากอยู่แล้ว พอมาพบซูเปอร์โนวาดวงนี้เข้า นักดาราศาสตร์ถึงกับต้องเรียกมันว่า "ซูเปอร์โนวาสว่างยิ่งยวด" สำหรับเรียกซูเปอร์โนวาชนิดนี้

ศ. ทอดด์ ทอมป์สัน จากมหาวิทยาลัยโอไฮโอสเตตเช่นเดียวกัน ซึ่งเป็นผู้ร่วมวิจัยอีกคนหนึ่งเสนอว่า "วัตถุที่เป็นขุมพลังของอัสแซสซิน-15 แอลเอชอาจเป็นดาวแม่เหล็กมิลลิวินาที" 

วัตถุชื่อแปลกนี้คือ ดาวฤกษ์ที่มีความหนาแน่นสูงมาก มีความเข้มสนามแม่เหล็กสูงมาก และหมุนรอบตัวเองเร็วมาก ดาวแม่เหล็กดวงนี้อาจหมุนรอบตัวเองเร็ว 1,000 รอบต่อวินาทีหรือกว่านั้น และเปลี่ยนพลังงานของการหมุนนี้ไปเป็นแสงสว่างด้วยประสิทธิภาพเกือบ 100 เปอร์เซ็นต์

ความคิดนี้แม้จะถือว่าเป็นไปได้ในทางทฤษฎี แต่ก็ถือว่าอยู่ในระดับ "ปริ่มขอบ" ของความเป็นไปได้ 

นักดาราศาสตร์มีแผนจะใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลสำรวจซูเปอร์โนวานี้ภายในปีนี้ เพื่อค้นหาคำตอบให้ได้ว่าวัตถุนี้มันคืออะไรกันแน่ หากการปะทุนั้นเกิดขึ้นใกล้กับใจกลางดาราจักรมาก ๆ ก็เป็นไปได้ว่าวัตถุต้นกำเนิดนั้นจะไม่ใช่ดาวแม่เหล็ก และก็ไม่ใช่ซูเปอร์โนวาด้วย แต่อาจเป็นปฏิกิริยานิวเคลียร์บางอย่างที่เกิดขึ้นใกล้หลุมดำยักษ์ของดาราจักร

ซึ่งก็พิลึกไม่แพ้กัน
ภาพวาดในจินตนาการของศิลปิน แสดงภาพท้องฟ้าบนดาวเคราะห์ต่างระบบดวงหนึ่งที่อยู่ห่างจากอัสแซสซิน-15 แอลเอชในดาราจักรเดียวกัน

ภาพวาดในจินตนาการของศิลปิน แสดงภาพท้องฟ้าบนดาวเคราะห์ต่างระบบดวงหนึ่งที่อยู่ห่างจากอัสแซสซิน-15 แอลเอชในดาราจักรเดียวกัน (จาก Beijing Planetarium / Jin Ma)

ภาพซ้ายถ่ายโดยกล้องดีอีซี <wbr>เป็นภาพของดาราจักรที่พบอัสแซสซิน-15 <wbr>แอลเอชก่อนการปะทุ <wbr>ภาพขวาคือดาราจักรเดียวกันที่ถ่ายโดยเครือข่ายหอดูดาวลัสกุมเบรส <wbr>แสดงการปะทุที่สว่างกว่าดาราจักรทั้งดาราจักร<br />

ภาพซ้ายถ่ายโดยกล้องดีอีซี เป็นภาพของดาราจักรที่พบอัสแซสซิน-15 แอลเอชก่อนการปะทุ ภาพขวาคือดาราจักรเดียวกันที่ถ่ายโดยเครือข่ายหอดูดาวลัสกุมเบรส แสดงการปะทุที่สว่างกว่าดาราจักรทั้งดาราจักร

กล้องขนาด 14 เซนติเมตรที่ใช้ในการสำรวจอัสแซสซิน

กล้องขนาด 14 เซนติเมตรที่ใช้ในการสำรวจอัสแซสซิน (จาก ASAS-SN-- All-Sky Automated Survey for SuperNovae)

กราฟความสว่างของอัสแซสซิน-15 แอลเอช เทียบกับซูเปอร์โนวาอื่น ขณะที่สว่างที่สุด อัสซัสซิน-15 แอลเอชยังสว่างกว่าซูเปอร์โนวาชนิด 1 เอถึง 200 เท่า และยังสว่างกว่าซูเปอร์โนวาที่สว่างที่เคยบันทึกไว้ก่อนหน้านี้ที่ชื่อ ไอพีทีเอฟ 13 เอเจจี (iPTF13ajg) ถึงสองเท่า

กราฟความสว่างของอัสแซสซิน-15 แอลเอช เทียบกับซูเปอร์โนวาอื่น ขณะที่สว่างที่สุด อัสซัสซิน-15 แอลเอชยังสว่างกว่าซูเปอร์โนวาชนิด 1 เอถึง 200 เท่า และยังสว่างกว่าซูเปอร์โนวาที่สว่างที่เคยบันทึกไว้ก่อนหน้านี้ที่ชื่อ ไอพีทีเอฟ 13 เอเจจี (iPTF13ajg) ถึงสองเท่า

ที่มา: