สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบต้นกำเนิดซูเปอร์โนวาปี ค.ศ. 185

พบต้นกำเนิดซูเปอร์โนวาปี ค.ศ. 185

7 ต.ค. 2549
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
หอดูดาวเอกซ์เอ็มเอ็ม-นิวตันขององค์การอวกาศยุโรปและหอดูดาวจันทราของนาซา พบหลักฐานที่ช่วยชี้ต้นกำเนิดของดาวระเบิดที่เก่าแก่ที่สุดที่มนุษย์เคยบันทึกไว้ได้

ซากซูเปอร์โนวานี้คือ อาร์ซีดับเบิลยู 86 (RCW 86) อยู่ห่างจากโลกไป 8,200 ปีแสง ที่ตำแหน่ง 14h 45m 02.30s-62d 21' 32.00" ซึ่งอยู่ในพื้นที่ของกลุ่มดาววงเวียน

ก่อนหน้านี้เคยมีการตั้งข้อสงสัยกันมาก่อนแล้วว่า อาร์ซีดับเบิลยู 86 อาจเป็นซากที่หลงเหลือจากการระเบิดของซูเปอร์โนวาปี ค.ศ. 185 แต่เนื่องจากการประเมินอายุของอาร์ซีดับเบิลยู 86 ก่อนหน้านี้ปรากฏผลออกมาว่าเก่าแก่ถึง 10,000 ปี ทำให้ข้อสมมุติฐานนี้ยังมีน้ำหนักไม่เพียงพอ 

แต่จากการสำรวจล่าสุดด้วยหอดูดาวเอกซ์เอ็มเอ็ม-นิวตันและหอดูดาวจันทรา พบว่าอายุของอาร์ซีดับเบิลยู 86 น้อยกว่าที่เคยคาดเอาไว้มาก จนน่าเชื่อว่าเป็นซากจากการระเบิดในปี ค.ศ. 185 จริง 

เมื่อดาวฤกษ์มวลสูงใกล้หมดเชื้อเพลิง จะยุบตัวลงไปเนื่องจากแรงโน้มถ่วงของตัวเอง ทำให้เกิดการระเบิดออกมาซึ่งสว่างไสวกว่าดาราจักรทั้งดาราจักร แรงระเบิดสาดเนื้อดาวชั้นนอกออกไปสู่อวกาศและทำให้เกิดคลื่นกระแทกรุนแรง แนวปะทะของซากดาวกับสสารในอวกาศจะร้อนขึ้นหลายล้านองศาจนแผ่รังสีเอกซ์ออกมาเป็นเวลานับพันปี 

แจคโค วิงก์ นักดาราศาสตร์จากเนเธอร์แลนด์และคณะได้ศึกษาซากในอาร์ซีดับเบิลยู 86 โดยวัดความเร็วของคลื่นกระแทก บวกกับความเข้าใจพื้นฐานว่าซูเปอร์โนวาขยายตัวอย่างไร เพื่อคำนวณว่าดาวต้นกำเนิดของซากนี้ระเบิดขึ้นเมื่อใด

ผลการคำนวณคือ ซากซูเปอร์โนวานี้มีอายุ 2,000 ปี น้อยกว่าการคำนวณก่อนหน้านี้ถึง 8,000 ปี

อายุของอาร์ซีดับเบิลยู 86 อาจอธิบายเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่เกิดขึ้นเมื่อราว 2,000 ปีก่อนได้ ซึ่งในปี ค.ศ. 185 มีบันทึกของนักดาราศาสตร์ชาวจีน (และอาจมีบันทึกของนักดาราศาสตร์โรมันด้วย) ว่ามีดาวสว่างดวงหนึ่งเกิดขึ้นบนท้องฟ้า 

บันทึกนั้นระบุไว้ว่าดาวสว่างดวงนั้นสว่างไสวเหมือนดาวฤกษ์และดูเหมือนไม่เคลื่อนที่ไปไหน จึงไม่น่าจะเป็นดาวหาง และยังบอกว่าสว่างอยู่เป็นเวลา เดือนจึงจะจางลงจนมองไม่เห็น ระยะเวลานี้สอดคล้องกับการสำรวจซูเปอร์โนวาอื่นในปัจจุบัน

อายุประเมินที่น้อยลงเกิดขึ้นเนื่องจากการวัดความเร็วของการขยายตัวของซูเปอร์โนวาโดยการการสำรวจการแพร่กระจายพลังงานรังสีเอกซ์ เป็นเทคนิคที่เรียกว่าสเปกโทรสโกปี นักดาราศาสตร์คณะนี้พบว่ารังสีเอกซ์ส่วนใหญ่เกิดจากการอิเล็กตรอนความเร็วสูงเคลื่อนที่ผ่านสนามแม่เหล็ก ซึ่งเป็นกระบวนการปกติที่ทำให้เกิดคลื่นวิทยุพลังงานต่ำ อย่างไรก็ตาม คลื่นกระแทกความเร็วสูงจะแผ่รังสีเอกซ์ที่มีพลังงานสูงกว่ามาก ความจริงพลังงานของอนุภาคในซูเปอร์โนวาสูงกว่าพลังงานของอนุภาคในเครื่องเร่งอนุภาคส่วนใหญ่บนโลกเสียด้วยซ้ำ

อายุประเมินที่แตกต่างกันเกิดขึ้นจากอัตราการขยายตัวที่ต่างกันในแต่ละมุม นักดาราศาสตร์คาดว่าอาร์ซีดับเบิลยู 86 ห่อหุ้มด้วยฟองหรือโพรงที่สร้างขึ้นจากกระแสลมจากดาวต้นกำเนิดที่พัดออกมาก่อนระเบิด ดังนั้นในบางทิศทางที่คลื่นกระแทกพ้นผนังโพรงและปะทะเข้ากับอวกาศส่วนนอกที่มีความหนาแน่นสูง คลื่นก็จะช้าลง ในขณะที่บริเวณอื่นคลื่นกระแทกยังอยู่ในโพรงจึงยังเคลื่อนที่ได้เร็ว การอัตราการขยายตัวของคลื่นกระแทกที่จะให้อายุของซูเปอร์โนวาได้แม่นยำที่สุดจึงต้องวัดจากคลื่นส่วนนี้

ซูเปอร์โนวาอาร์ซีดับเบิลยู 86 (ภาพจาก ESA/Chandra)

ซูเปอร์โนวาอาร์ซีดับเบิลยู 86 (ภาพจาก ESA/Chandra)

ภาพซ้ายคือภาพจากกล้องเอกซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน แสดงภาพของซากวัสดุหลงเหลือจากการระเบิดของอาร์ซีดับเบิลยู 86 ซูเปอร์โนวาที่ทีบันทึกที่เก่าแก่ที่สุด ทางขวาเป็นวัตถุเดียวกันที่ถ่ายโดยกล้องโมสต์ (ภาพจาก University of Utrecht (J. Vink), ESA/XMM-Newton, MOST)

ภาพซ้ายคือภาพจากกล้องเอกซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน แสดงภาพของซากวัสดุหลงเหลือจากการระเบิดของอาร์ซีดับเบิลยู 86 ซูเปอร์โนวาที่ทีบันทึกที่เก่าแก่ที่สุด ทางขวาเป็นวัตถุเดียวกันที่ถ่ายโดยกล้องโมสต์ (ภาพจาก University of Utrecht (J. Vink), ESA/XMM-Newton, MOST)

ที่มา: