สมาคมดาราศาสตร์ไทย

ซูเปอร์โนวากับการขยายตัวของเอกภพ

ซูเปอร์โนวากับการขยายตัวของเอกภพ

13 เม.ย. 2544
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ในปี 2540 รอน กิลิแลนด์ จากสถาบันกล้องโทรทรรศน์อวกาศ และ มาร์ก ฟิลลิปส์ จากสถาบันคาร์เนกีแห่งวอชิงตัน ได้ใช้กล้อง WFPC2 ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล สำรวจท้องฟ้าบริเวณหนึ่งที่กล้องฮับเบิลเคยถ่ายภาพห้วงลึกไว้เมื่อปี 2538 และค้นพบซูเปอร์โนวาดวงหนึ่ง ได้ชื่อว่า SN 1997ff ซูเปอร์โนวาดวงใหม่นี้มีค่าการเลื่อนไปทางแดง 1.7 แสดงว่าได้ระเบิดขึ้นเมื่อ 11,000 ล้านปีก่อน ซึ่งเป็นช่วงที่เอกภพมีอายุน้อยมาก 

หลังจากการค้นพบครั้งแรก เดือน โรเจอร์ ทอมป์สัน จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา ได้ถ่ายภาพซูเปอร์โนวาดวงเดียวกันนี้ด้วยกล้องฮับเบิล เขาสามารถเขียนเส้นความสว่างของ SN 1997ff ได้และพบว่าเป็นซูเปอร์โนวาแบบ เอ SN 1997ff จึงนับเป็นซูเปอร์โนวาแบบ เอที่อยู่ไกลที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ ก่อนหน้านี้ดวงที่ไกลที่สุดมีการเลื่อนไปทางแดงเพียง 1.2 เท่านั้น และที่น่าตื่นเต้นก็คือ การค้นพบนี้ยืนยันว่าเอกภพกำลังขยายตัวเร็วขึ้นเรื่อย ๆ 

ซูเปอร์โนวาแบบ เอ เป็นซูเปอร์โนวาที่เกิดจากดาวแคระขาวได้รับมวลจากดาวฤกษ์สหายมากจนระเบิดขึ้น ซูเปอร์โนวาแบบนี้มักถูกใช้เป็นดวงไฟมาตรฐานสำหรับวัดระยะห่างในเอกภพที่ดี ดังนั้นนักดาราศาสตร์จึงสามารถวัดระยะห่างของ SN 1997ff ได้อย่างแม่นยำ 

จากนั้นนักดาราศาสตร์คณะดังกล่าวได้สำรวจระยะห่างของซูเปอร์โนวานี้อีกครั้งจากการเลื่อนไปทางแดงของมันเอง จากการเปรียบเทียบระยะห่างที่ได้จากสองวิธีทำให้ทราบว่าเอกภพขยายตัวอย่างไรเมื่อตอนที่ซูเปอร์โนวานี้เกิดขึ้น ผลที่ออกมาคือ 1997ff ได้ระเบิดในขณะที่เอกภพขยายตัวแบบหน่วง (ขยายตัวช้าลงเรื่อย ๆ) ต่างจากซูเปอร์โนวาแบบ เอดวงอื่น ๆ ที่มีอายุน้อยกว่านี้ซึ่งพบว่าเกิดขึ้นในขณะที่เอกภพขยายตัวแบบเร่ง (ขยายตัวเร็วขึ้นเรื่อย ๆ) นั่นหมายความว่าเอกภพขยายตัวแบบหน่วงในช่วงแรก ๆ ต่อมาจึงค่อยขยายตัวเร็วขึ้น

เรื่องการขยายตัวแบบเร่งของเอกภพเป็นเรื่องใหม่มาก เพิ่งมีการพบหลักฐานของเรื่องนี้เมื่อ ปีก่อนเท่านั้น นักดาราศาสตร์ตั้งสมมติฐานว่าอาจมีพลังงานลึกลับบางอย่างที่ต่อต้านแรงโน้มถ่วงได้จึงทำให้เอกภพขยายตัวเร็วขึ้น เรียกพลังงานลึกลับนี้ว่า "พลังงานมืด" ซึ่งขณะนี้นักดาราศาสตร์แทบไม่รู้เลยว่ามันคืออะไร 

จากการศึกษา SN 1997ff ทำให้สันนิษฐานได้ว่า ในช่วงเริ่มแรกของเอกภพ พลังงานมืดนี้ยังอ่อนอยู่และเอกภพก็มีความหนาแน่นมาก เอกภพจึงขยายตัวช้าลงเนื่องจากแรงโน้มถ่วง เมื่อเอกภพขยายตัวมากขึ้น ดาราจักรต่าง ๆ เริ่มอยู่ห่างกันมากขึ้น แรงโน้มถ่วงจึงน้อยลงจนในที่สุดได้พ่ายแพ้ต่อพลังงานมืด หลังจากนั้นเอกภพก็เริ่มขยายตัวเร็วขึ้นเรื่อย ๆ จนถึงปัจจุบัน คาดว่าจุดผกผันระหว่างแรงสองแรงนี้เกิดขึ้นเมื่อราว ถึง พันล้านปีก่อน 

ซูเปอร์โนวา SN 1997<sub>ff</sub> (จุดสีแดงกลางภาพ)

ซูเปอร์โนวา SN 1997<sub>ff</sub> (จุดสีแดงกลางภาพ)

ที่มา: