สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบจนได้ ดาวนิวตรอนของซูเปอร์โนวา 1987 เอ

พบจนได้ ดาวนิวตรอนของซูเปอร์โนวา 1987 เอ

29 เม.ย. 2564
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ย้อนหลังไปเมื่อวันที่ 24 กุมภาพันธ์ 2530 ได้เกิดปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่สำคัญที่สุดครั้งหนึ่งเท่าที่มนุษย์ในยุคปัจจุบันเคยเห็น เกิดซูเปอร์โนวาขึ้นในดาราจักรเมฆมาเจลันใหญ่ ซึ่งเป็นดาราจักรเพื่อนบ้านและเป็นบริวารของดาราจักรทางช้างเผือกของเรา ซูเปอร์โนวานี้มีชื่อว่า เอสเอ็น 1987 เอ (SN 1987A)

เนื่องจากเป็นซูเปอร์โนวาที่อยู่ค่อนข้างใกล้เพียง 168,000 ปีแสง และเกิดขึ้นในยุคที่มีกล้องโทรทรรศน์กำลังสูงที่ทันสมัยมากมาย ทำให้เอสเอ็น 1987 เอ เป็นซูเปอร์โนวาที่มีการสำรวจศึกษากันมากที่สุด นักดาราศาสตร์พบคลื่นกระแทกจากการระเบิดที่กระตุ้นให้เนบิวลารอบดาวเรืองแสงขึ้นมาเป็นวง 

แต่ก็เป็นเรื่องน่าแปลกที่นักดาราศาสตร์ไม่เคยได้ภาพหรือสัญญาณใด ๆ จากดาวนิวตรอนที่มาจากซากซูเปอร์โนวานี้เลย นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าม่านฝุ่นที่หนาทึบได้บดบังคลื่นจากดาวนิวตรอนไป ยิ่งกว่านั้นบางคนยังคิดไปถึงว่าวัตถุต้นกำเนิดอาจไม่ได้ยุบไปเป็นแค่ดาวนิวตรอนแต่ได้กลายไปเป็นหลุมดำไปเลย แต่คำอธิบายหลังไม่น่าเป็นไปได้ เพราะภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากที่แสงแรกของซูเปอร์โนวามาถึงโลก เครื่องตรวจจับนิวทริโนก็ตรวจพบพายุของนิวทริโนซัดเข้าใส่โลกลูกใหญ่ ซึ่งเป็นสิ่งบ่งชี้ว่าการปะทุนี้เป็นซูเปอร์โนวาอย่างแน่นอน


นักดาราศาสตร์คณะหนึ่งนำโดย ฟิล ไซแกน จากมหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ ได้ใช้กล้องอัลมา (ALMA--Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ในประเทศชิลี ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุแบบแถวลำดับกวาดหาแหล่งกำเนิดคลื่นภายในซูเปอร์โนวา 1987 เอ คลื่นวิทยุมีความยาวคลื่นมาก มีสมบัติทะลุทะลวงฝุ่นได้ดี จึงเหมาะที่จะค้นหาวัตถุที่อยู่ในม่านฝุ่นที่หนาทึบอย่างนี้

ภาพในจินตนาการของศิลปิน แสดงดาวนิวตรอนซึ่งเป็นซากของดาวฤกษ์หลังจากเกิดระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา ฝังอยู่ในกลุ่มของแก๊สร้อนที่หลงเหลือจากการระเบิด  (จาก NRAO/AUI/NSF, B. Saxton)


คลื่นกระแทกที่เกิดจากการระเบิดของซูเปอร์โนวา 1987 เอ บันทึกไว้ภายในระยะเวลา 25 ปี  (จาก Yvette Cendes/University of Toronto/Leiden Observatory)


ภาพขยายทางซ้าย คือภาพบริเวณใจกลางของซูเปอร์โนวา 1987 เอ ถ่ายโดยเครือข่ายกล้องอัลมา (ALMA--The Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) แสดงภาพของกลุ่มแก๊สร้อนในตำแหน่งที่ดาวนิวตรอนควรจะอยู่ ภาพทางขวาเกิดจากการผนวกภาพที่ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและหอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทรา (จาก ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), P. Cigan and R. Indebetouw; NRAO/AUI/NSF, B. Saxton; NASA/ESA)


แล้วการค้นหาก็ไม่สูญเปล่า กล้องอัลมาพบว่าที่ตำแหน่งที่ดาวนิวตรอนควรจะอยู่ มีหย่อมของแก๊สร้อนที่มีอุณหภูมิสูงถึง ล้านองศาเซลเซียส หย่อมแก๊สร้อนนี้ไม่ใช่ดาวนิวตรอน เป็นไปไม่ได้ที่จะมองเห็นดาวนิวตรอนได้โดยตรงเพราะดาวนิวตรอนมีขนาดเล็กมาก เส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 25 กิโลเมตรเท่านั้น แต่การที่ก้อนแก๊สร้อนนั้นแผ่รังสีแรงกว่าบริเวณอื่น แสดงว่าต้องมีบางสิ่งบางอย่างมาทำให้มันร้อน ซึ่งก็ควรเป็นดาวนิวตรอนนั่นเอง

หย่อมแก๊สร้อนนี้มีความกว้าง 4,000 หน่วยดาราศาสตร์ ตำแหน่งเยื้องจากศูนย์กลางของวงแสงซูเปอร์โนวาเล็กน้อย แสดงว่าการระเบิดไม่สมมาตรพอดี แรงระเบิดจึงผลักดาวนิวตรอนให้เคลื่อนออกมาจากตำแหน่งเดิมก่อนระเบิด

ที่น่าแปลกใจก็คือ ดูเหมือนว่าดาวนิวตรอนดวงนี้ไม่เป็นพัลซาร์ ซึ่งปกติดาวนิวตรอนแทบทุกดวงจะเป็นพัลซาร์ด้วยจนสองชื่อนี้ใช้แทนกันอยู่เสมอ ในจำนวนดาวนิวตรอนทั้งหมดที่นักดาราศาสตร์รู้จัก มีเพียงไม่กี่ดวงเท่านั้นที่ไม่เป็นพัลซาร์

อย่างไรก็ตาม นักวิจัยก็พอใจที่ปริศนาสามสิบปีของซูเปอร์โนวานี้ได้คลี่คลายลงเสียที