สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบ "แฝด" ดาวอีตากระดูกงูเรือ

พบ "แฝด" ดาวอีตากระดูกงูเรือ

7 ม.ค. 2559
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
ดาวอีตากระดูกงูเรือ (Eta Carinae) เป็นระบบดาวฤกษ์ที่สว่างและมีมวลมากที่สุดในรัศมี 10,000 ปีแสงจากโลก ในช่วงกลางคริสต์ทศวรรษ 1840 ระบบดาวนี้ได้ปะทุขึ้นอย่างรุนแรง พ่นสสารปริมาณมากกว่ามวลดวงอาทิตย์ไม่น้อยกว่าสิบเท่าออกมาสู่ภายนอก ปัจจุบันสสารนั้นยังคงปรากฏให้เห็นเป็นม่านฝุ่นแก๊สเรืองแสงที่ห่อหุ้มระบบดาวนี้ไว้ ทำให้อีตากระดูกงูเรือเป็นเนบิวลาที่สวยงามที่สุดแห่งหนึ่งบนท้องฟ้า

ดาวอีตากระดูกงูเรือเป็นดาวคู่ ประกอบด้วยดาวฤกษ์มวลสูงสองดวงโคจรรอบกันครบรอบทุก 5.5 ปี ดวงหนึ่งมีมวล 90 มวลสุริยะ อีกดวงหนึ่งเล็กกว่ามีมวล 30 มวลสุริยะ ระบบดาวนี้อยู่ห่างจากโลก 7,500 ปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวกระดูกงูเรือ หากดาวอีตากระดูกงูเรืออยู่ห่างจากโลกเท่ากับดวงอาทิตย์ จะมีความสว่างมากกว่าดวงอาทิตย์ประมาณห้าล้านเท่า 

ระบบดาวนี้เป็นตัวอย่างชั้นเยี่ยมในการศึกษาระบบดาวที่มวลสูงมาก แต่ในการที่จะเข้าใจว่าการปะทุครั้งใหญ่เมื่อเกือบสองศตวรรษก่อนเกิดขึ้นได้อย่างไร และการปะทุนั้นมีความสัมพันธ์อย่างไรต่อวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มวลสูง การศึกษาระบบดาวนี้เพียงแห่งเดียวไม่เพียงพอ นักดาราศาสตร์ต้องการตัวอย่างศึกษามากกว่านี้

การหาดาวฤกษ์ที่มีมวลสูงมากก็เป็นเรื่องยากอยู่แล้ว การหาดาวมวลสูงที่อยู่ในช่วงเวลาสั้น ๆ หลังการปะทุใหญ่ยิ่งยากเข้าไปอีก ไม่ต่างจากการงมเข็มในมหาสมุทร 

"ดาวฤกษ์ที่มวลสูงมากพบได้ยาก แต่วัตถุประเภทนี้มีบทบาทสำคัญมากต่อวิวัฒนาการทางกายภาพและเคมีของดาราจักรที่มันอยู่" รุบับ ข่าน หัวหน้านักวิจัยจากศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดในกรีนเบลต์ของนาซากล่าว "ดาวฤกษ์พวกนี้ให้กำเนิดธาตุใหม่จำนวนมากและเมื่อสิ้นอายุขัยจะระเบิดออกเป็นซูเปอร์โนวาพร้อมกับสาดธาตุเหล่านั้นออกไปทั่วดาราจักร

ด้วยการค้นหาจากคลังข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์และฮับเบิล นักดาราศาสตร์พบวัตถุที่คล้ายกันเพิ่มขึ้นถึงห้าแห่งในดาราจักรแห่งอื่น

ฝุ่นที่เกิดขึ้นในกลุ่มแก๊สที่พ่นออกมาจากดาวมวลสูงดูดกลืนแสงอัลตราไวโอเลตและแสงขาวจากดาว หลังจากนั้นก็จะคายพลังงานกลับออกมาในช่วงคลื่นอินฟราเรดกลางซึ่งมีความยาวคลื่นยาวกว่า 

"การสำรวจด้วยกล้องสปิตเซอร์พบว่าความสว่างของอีตากระดูกงูเรือค่อย ๆ เพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอตั้งแต่ช่วงความยาวคลื่น ไมครอนขึ้นไป และจะสว่างที่สุดในช่วง 8-24 ไมครอน" รุบับอธิบาย "เมื่อเปรียบเทียบความเข้มของการแผ่รังสีอินฟราเรดในส่วนนี้กับปริมาณของแสงขาวที่หรี่ลงที่วัดได้จากภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล เราก็จะคำนวณหาปริมาณฝุ่นที่ห้อมล้อมดาวนั้นได้"

การสำรวจในช่วงต้นระหว่างปี 2555 ถึงปี 2557 นักวิจัยคณะนี้ไม่พบวัตถุประเภทอีตากระดูกงูเรือเลยแม้แต่แห่งเดียว แต่พบวัตถุคล้ายกันที่มวลและความสว่างน้อยกว่า ซึ่งเป็นการแสดงว่าระบบการค้นหานี้มีความไวมากพอจะตรวจจับดาวในระดับอีตากระดูกงูเรือได้

ความพยายามของนักดาราศาสตร์คณะนี้บรรลุผลในปี 2558 เมื่อพบแฝดอีตากระดูกงูเรือสองดวงในดาราจักรเอ็ม 83 ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 15 ล้านปีแสง นอกจากนี้ยังพบในดาราจักรเอ็นจีซี 6946 ดาราจักรเอ็ม 101 และดาราจักรเอ็ม 51 อีกดาราจักรและหนึ่งดวง ทั้งห้าดวงนี้มีสเปกตรัมในช่วงแสงขาวและแสงอินฟราเรดแบบเดียวกับอีตากระดูกงูเรือ ซึ่งน่าจะหมายความว่าแต่ละดวงมีดาวฤกษ์ที่มีมวล 5-10 มวลสุริยะฝังอยู่ภายในม่านฝุ่นนั้น การศึกษาเพิ่มเติมต่อจากนี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์วัดสมบัติทางกายภาพต่าง ๆ ของดาวเหล่านี้ได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น

ในปลายปี 2561 กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์จะขึ้นไปประจำการบนท้องฟ้า กล้องนี้จะมีอุปกรณ์ที่ชื่อว่า มีรี ซึ่งถ่ายภาพในช่วงคลื่นอินฟราเรดกลางได้ด้วยความละเอียดสูงกว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ถึงสิบเท่า และยังมีความไวแสงสูงที่สุดในช่วงคลื่นที่ดาวอีตากระดูกงูเรือแผ่ออกมารุนแรงที่สุด เมื่อบวกกับกระจกปฐมภูมิที่ใหญ่มากของกล้องเจมส์เว็บบ์ กล้องนี้จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาและค้นหาวัตถุที่น่าสนใจชนิดนี้ได้ดีขึ้นเป็นอย่างมาก 
ดาวอีตากระดูกงูเรือ (Eta Carinae) ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล  แก๊สที่โป่งออกมาเป็นกระเปาะสองกระเปาะ เกิดจากการปะทุใหญ่ในทศวรรษ 1840 นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบสาเหตุของการปะทุนั้น การศึกษาวัตถุอื่นที่คล้ายกันจะช่วยไขปริศนาข้อนี้ได้

ดาวอีตากระดูกงูเรือ (Eta Carinae) ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แก๊สที่โป่งออกมาเป็นกระเปาะสองกระเปาะ เกิดจากการปะทุใหญ่ในทศวรรษ 1840 นักดาราศาสตร์ยังไม่ทราบสาเหตุของการปะทุนั้น การศึกษาวัตถุอื่นที่คล้ายกันจะช่วยไขปริศนาข้อนี้ได้ (จาก NASA, ESA, and the Hubble SM4 ERO Team)

ดาราจักรเอ็ม 83 (M83) ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กรอบย่อยด้านใต้ภาพแสดงตำแหน่งที่พบแฝดอีตากระดูกงูเรือ

ดาราจักรเอ็ม 83 (M83) ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล กรอบย่อยด้านใต้ภาพแสดงตำแหน่งที่พบแฝดอีตากระดูกงูเรือ (จาก NASA, ESA, the Hubble Heritage Team (STScI/AURA) and R. Khan (GSFC and ORAU).)

วัตถุคล้ายดาวอีตากระดูกงูเรือที่พบในดาราจักรอื่นห้าแห่ง แถวบนเป็นภาพที่ถ่ายในช่วงความยาวคลื่น 3.6 ไมครอนโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ แถวล่างคือภาพที่ถ่ายในบริเวณเดียวกันที่ช่วงความยาวคลื่น 800 นาโนเมตรโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

วัตถุคล้ายดาวอีตากระดูกงูเรือที่พบในดาราจักรอื่นห้าแห่ง แถวบนเป็นภาพที่ถ่ายในช่วงความยาวคลื่น 3.6 ไมครอนโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ แถวล่างคือภาพที่ถ่ายในบริเวณเดียวกันที่ช่วงความยาวคลื่น 800 นาโนเมตรโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (จาก NASA, ESA, and R. Khan (GSFC and ORAU).)

ที่มา: