รู้จักโนวา
11 สิงหาคม 2564
โดย: วรเชษฐ์ บุญปลอด
ปรับปรุงครั้งล่าสุด 3 กันยายน 2564
โนวาหรือนวดารา (nova) มาจากคำเต็มในภาษาละตินว่า "stella nova" แปลว่าดาวดวงใหม่ หมายถึงดาวที่ปรากฏขึ้นบนท้องฟ้าตรงตำแหน่งที่ไม่เคยมีดาวอยู่ตรงนั้นมาก่อน ก่อนคริสต์ศตวรรษที่ 20 นักดาราศาสตร์ยังไม่เข้าใจถ่องแท้ถึงกระบวนการของการเกิดโนวาและซูเปอร์โนวา จึงไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างระหว่างสองสิ่งนี้
รายงานการค้นพบโนวาและซูเปอร์โนวาในยุคก่อนการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ส่วนใหญ่มีขึ้นในจีน ซึ่งย้อนไปอย่างน้อย 200 ปีก่อนคริสต์ศักราช รวมถึงในเกาหลีและญี่ปุ่นในระยะต่อมา โดยมีจุดมุ่งหมายหลักในทางโหราศาสตร์
โนวาจัดเป็นดาวแปรแสงชนิดหนึ่ง หมายถึงดาวที่มีความสว่างเปลี่ยนแปลงไปตามกาลเวลา ในอดีตมีหลายทฤษฎีที่พยายามอธิบายการเกิดโนวา เช่น การชนกันระหว่างดาวสองดวง ดาวทำอันตรกริยากับสสารระหว่างดาว ฯลฯ การศึกษาสเปกตรัมของโนวาทำให้นักดาราศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าโนวาเกิดขึ้นในระบบดาวคู่ ซึ่งเป็นดาวสองดวงโคจรรอบกันและกัน ดาวดวงหนึ่งเป็นดาวแคระขาว มีขนาดเล็กแต่มวลมาก ความหนาแน่นสูง ดาวอีกดวงหนึ่งเป็นดาวฤกษ์มวลต่ำ มีขนาดใหญ่ บางกรณีเป็นดาวยักษ์แดง โดยดาวทั้งสองอยู่ใกล้กันมาก
แรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อกันทำให้ไฮโดรเจนจากดาวที่เป็นคู่ไหลไปวนรอบดาวแคระขาว เมื่อไฮโดรเจนสะสมกันมากขึ้นภายใต้อุณหภูมิที่สูง จะเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์บนผิวของดาวแคระขาว ทำให้ไฮโดรเจนที่สะสมรอบดาวเกิดการระเบิดกระจายตัวออกสู่อวกาศ ระบบดาวจึงปะทุความสว่างขึ้นจากเดิมหลายเท่า หากไฮโดรเจนที่สะสมบนดาวแคระขาวทำให้ดาวมีมวลสูงกว่าขีดจำกัดจันทรเสขรร ซึ่งมีค่าประมาณ 1.4 มวลสุริยะ ระบบดาวนั้นจะกลายเป็นซูเปอร์โนวา
โนวาในดาราจักรของเราเกือบทั้งหมดปรากฏอยู่บริเวณแนวของทางช้างเผือก ซึ่งมีดาวฤกษ์อยู่หนาแน่น โนวาหลายดวงพบการปะทุครั้งเดียว แต่เชื่อว่าอาจเกิดซ้ำได้ในอีกนับพันปีหรือนับหมื่นปีข้างหน้า บางดวงมีการปะทุความสว่างซ้ำขึ้นมาได้อีกในเวลาไม่นานนักหลังจากครั้งก่อนหน้า (ปรกติอยู่ในหลักไม่กี่สิบปี) เรียกว่าโนวาสว่างซ้ำ (recurrent nova) เช่น อาร์เอสคนแบกงู (RS Ophiuchi) มีการปะทุความสว่างเมื่อ ค.ศ. 1898, 1933, 1958, 1967, 1985, 2006 และ 2021
นักดาราศาสตร์หลายคนพยายามแบ่งชนิดของโนวาจากกราฟแสง โดยดูจากอัตราการลดความสว่างลงของโนวาหลังผ่านจุดที่สว่างที่สุด บัญชีดาวแปรแสงจีซีวีเอส (GCVS ย่อมาจาก General Catalogue of Variable Stars) แบ่งโนวาเป็น 3 ชนิด ได้แก่ เร็ว (fast) คือโนวาที่มีความสว่างลดลง 3 อันดับโชติมาตรภายในเวลา 100 วัน, ช้า (slow) คือโนวาที่มีความสว่างลดลง 3 อันดับโชติมาตรในเวลามากกว่า 150 วัน และช้ามาก (very slow) คือโนวาที่มีความสว่างลดลง 3 อันดับโชติมาตรโดยใช้เวลามากกว่า 10 ปี
นักดาราศาสตร์ค้นพบโนวาในดาราจักรอื่นด้วย โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดาราจักรที่อยู่ใกล้อย่างดาราจักรแอนดรอเมดา หรือ M31 ในบัญชีเมซีเย รวมถึงดาราจักร M33 และ M81 แต่โนวาที่พบในดาราจักรอื่นมีความสว่างน้อยมาก โชติมาตรอยู่ที่ราว 15-20 จึงไม่สามารถสังเกตได้ด้วยกล้องขนาดเล็กของนักดาราศาสตร์สมัครเล่น
การล่าโนวา
โนวาเป็นวัตถุท้องฟ้าชนิดหนึ่งในบรรดาวัตถุท้องฟ้าไม่กี่ชนิดที่นักดาราศาสตร์สมัครเล่นสามารถค้นพบได้ ไม่ว่าจะโดยการสังเกตด้วยตาเปล่า ส่องดูด้วยกล้องสองตา กล้องโทรรรรศน์ หรือโดยการถ่ายภาพ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นหลายคนอุทิศเวลาส่วนหนึ่งของตนในแต่ละคืนออกตามล่าโนวา เพื่อที่จะได้รับการบันทึกในประวัติศาสตร์ว่าเป็นคนแรกที่เป็นผู้ค้นพบ ขณะเดียวกันก็เป็นการแจ้งเตือนนักดาราศาสตร์จากทั่วโลกได้ร่วมกันศึกษาโนวาที่ค้นพบใหม่
การตามล่าโนวาบนท้องฟ้านับว่ายากกว่าการตามล่าดาวหาง เพราะโนวามีลักษณะเป็นจุดเหมือนดาวทั่วไป แต่ดาวหางมีลักษณะปรากฏเป็นดวงฝ้ามัว ทำให้สามารถแยกแยะดาวหางออกจากดาวฤกษ์ได้ง่ายกว่า และดาวหางปรากฏขึ้นในบริเวณใดของท้องฟ้าก็ได้ (ปัจจุบันการค้นพบดาวหางโดยนักดาราศาสตร์สมัครเล่นทำได้ยากกว่าแต่ก่อน เพราะมีโครงการสำรวจท้องฟ้าด้วยกล้องโทรทรรศน์หลายโครงการเป็นคู่แข่ง) จากสถิติ มีการค้นพบโนวาในกลุ่มดาวคนยิงธนูมากที่สุด เนื่องจากเป็นทิศทางสู่ศูนย์กลางทางช้างเผือก ซึ่งมีดาวหนาแน่นกว่าส่วนอื่น
สถิติจำนวนโนวาที่ค้นพบในกลุ่มดาวต่าง ๆ 10 อันดับแรก (ถึง ค.ศ. 2012)กลุ่มดาว | จำนวน |
---|
คนยิงธนู | 114 |
คนแบกงู | 45 |
แมงป่อง | 43 |
นกอินทรี | 33 |
หงส์ | 22 |
โล่ | 18 |
คนครึ่งม้า | 14 |
ท้ายเรือ | 11 |
หมาจิ้งจอก | 10 |
กระดูกงูเรือ | 10 |
นักล่าโนวาที่ใช้กล้องสองตาในการตามล่า จะต้องจดจำรูปแบบการเรียงตัวและความสว่างของดาวในกลุ่มดาวต่าง ๆ ได้อย่างค่อนข้างแม่นยำ จึงจะสามารถสังเกตได้ว่ามีดาวดวงใหม่ปรากฏขึ้น บางคนมุ่งค้นหาเฉพาะบริเวณใดบริเวณหนึ่ง หรือจำกัดขอบเขตของการค้นหาให้แคบลง เพื่อให้ตนคุ้นเคยกับท้องฟ้าบริเวณนั้น
นักล่าโนวาอีกส่วนหนึ่งไม่จำเป็นต้องจดจำรูปแบบของดาวบนท้องฟ้าก็ได้ แต่อาศัยการถ่ายภาพเข้ามาช่วย โดยใช้กล้องถ่ายภาพท้องฟ้าทุกคืน โดยเฉพาะกลุ่มดาวที่อยู่ตามแนวทางช้างเผือก แล้วนำภาพถ่ายของแต่ละคืนมาเปรียบเทียบกันโดยอาศัยเทคนิคการสลับภาพไปมา หาดาวดวงที่ไม่ปรากฏในภาพที่ถ่ายไว้ในคืนก่อนหน้า แล้วตรวจสอบอีกครั้งจากแผนที่ดาวว่าเป็นดาวดวงใหม่จริง และไม่ใช่วัตถุอื่นอย่างดาวเคราะห์น้อย
โนวาสว่างบางดวงที่ค้นพบตั้งแต่ ค.ศ. 1991คริสต์ศักราช | ชื่อโนวา | กลุ่มดาว | โชติมาตร |
---|
1991 | V838 Herculis | เฮอร์คิวลีส | 5 |
1992 | V1974 Cygni | หงส์ | 4.3 |
1993 | V705 Cassiopeiae | แคสซิโอเปีย | 5 |
1999 | V382 Velorum | ใบเรือ | 2.6 |
1999 | V1494 Aquilae | นกอินทรี | 4.0 |
2002 | V4743 Sagittarii | คนยิงธนู | 5.0 |
2006 | RS Ophiuchi | คนแบกงู | 4.5 |
2007 | V1280 Scorpii | แมงป่อง | 3.9 |
2009 | KT Eridani | แม่น้ำ | 5.5 |
2013 | V339 Delphini | โลมา | 4.3 |
2013 | V1369 Centauri | คนครึ่งม้า | 3.3 |
2015 | V5668 Sagittarii | คนยิงธนู | 4.2 |
2021 | V1405 Cassiopeiae | แคสซิโอเปีย | 5.2 |
2021 | RS Ophiuchi | คนแบกงู | 4.5 |
ช่วง ค.ศ. 2001-2010 นักดาราศาสตร์ค้นพบโนวาในดาราจักรทางช้างเผือกเฉลี่ยประมาณ 7 ดวงต่อปี แต่เชื่อว่าความจริงมีมากกว่านั้นหลายเท่า โดยคาดว่าโนวาส่วนใหญ่ถูกสสารระหว่างดาวหรือฝุ่นมืดที่อยู่ในแนวทางช้างเผือกบดบัง โดยทั่วไป การเปลี่ยนแปลงความสว่างของโนวาแต่ละดวงมีจุดที่สว่างที่สุดและเวลาที่ใช้ในการลดความสว่างลงในรูปแบบคล้ายคลึงกัน จึงเป็นวัตถุท้องฟ้าชนิดหนึ่งที่นักดาราศาสตร์นำมาใช้คาดคะเนระยะห่างของระบบดาวนั้นได้ แต่โนวาหลายดวงก็มีการเปลี่ยนแปลงความสว่างในรูปแบบที่ต่างออกไป เช่นหลังจากผ่านจุดที่สว่างที่สุดแล้วมีการสว่างขึ้นและจางลงสลับกันหลายครั้ง
เมื่อมีรายงานยืนยันการค้นพบโนวา โนวาจะมีชื่อเรียกในเบื้องต้นด้วยกลุ่มดาวและคริสต์ศักราชที่ค้นพบ หากปีนั้นพบมากกว่าหนึ่งดวง ก็จะต่อท้ายด้วยหมายเลข เช่น Nova Scorpii 2010 คือโนวาในกลุ่มดาวแมงป่องที่พบใน ค.ศ. 2010 หลังจากนั้นโนวาจะได้ชื่อถาวรอย่างเป็นทางการตามบัญชีดาวแปรแสง ซึ่งขึ้นต้นด้วยอักษร V ตามด้วยตัวเลขและกลุ่มดาว (ไม่มีการตั้งชื่อใหม่สำหรับกรณีของโนวาสว่างซ้ำ)