สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบสัญญาณวิทยุลึกลับจากอวกาศเกิดซ้ำเป็นห้วง

พบสัญญาณวิทยุลึกลับจากอวกาศเกิดซ้ำเป็นห้วง

5 ส.ค. 2565
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
คลื่นวิทยุวาบสั้น (fast radio burst) เป็นเป็นเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่ชวนพิศวงที่สุดชนิดหนึ่ง เป็นคลื่นวิทยุความเข้มสูงที่แผ่ออกมาจากที่ใดที่หนึ่งในอวกาศและปรากฏขึ้นเป็นเวลาเพียงเศษเสี้ยววินาที ส่วนใหญ่กินเวลาเพียงระดับมิลลิวินาทีเท่านั้น แต่ภายในระยะเวลาเท่านั้นกลับมีพลังงานมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 500 ล้านเท่า

คลื่นวิทยุวาบสั้นเกือบทั้งหมดเกิดขึ้นเพียงครั้งเดียว ดังนั้นจึงคาดการณ์ไม่ได้ว่าจะเกิดขึ้นที่ใด การสำรวจคลื่นวาบชนิดนี้จึงต้องพึ่งโชคเป็นหลัก หากโชคดีกล้องโทรทรรศน์วิทยุหันไปยังทิศทางที่เกิดคลื่นวาบพอดี ก็จะวัดค่าและบันทึกผลเพื่อนำไปวิเคราะห์ทางวิทยาศาสตร์ได้ 

คลื่นวิทยุวาบสั้นบางครั้งอาจเกิดซ้ำกันเป็นรายคาบที่มาจากแหล่งเดียวกัน ในกรณีที่เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นที่เกิดซ้ำเป็นคาบ นักดาราศาสตร์จะมีโอกาสได้หันกล้องตามไปสำรวจได้ แต่คลื่นวิทยุวาบสั้นประเภทนี้มีน้อยมาก และนักดาราศาสตร์ยังไม่แน่ใจว่าคลื่นวิทยุวาบสั้นทั้งแบบที่เกิดขึ้นครั้งเดียวกับเกิดเป็นรายคาบมีกลไกการกำเนิดแบบเดียวกันหรือไม่

The large radio telescope and an illustration of the signal. (CHIME/MIT) 

ย้อนหลังไปเมื่อเดือนธันวาคม 2562 กล้องโทรทรรศน์ไชม์ตรวจพบคลื่นวิทยุวาบสั้นชุดหนึ่ง มีชื่อว่า เอฟอาร์บี 20191221 เอ (FRB 20191221A) คลื่นวาบชุดนี้แปลกกว่าคลื่นวาบอื่นที่เคยพบเห็น เพราะมีความยาวนานถึงสามวินาที ซึ่งยาวนานกว่าคลื่นวิทยุวาบสั้นโดยทั่วไปราวพันเท่า ยิ่งกว่านั้น ในระหว่างช่วงเวลาสามวินาทีนี้ ยังพบคลื่นวาบที่มีความเข้มสูงเกิดขึ้นซ้อนขึ้นมาซ้ำ ๆ ด้วยคาบ 0.2 วินาทีอีกด้วย ซึ่งเป็นสิ่งที่ไม่เคยพบเห็นในคลื่นวิทยุวาบสั้นชุดใดมาก่อน

กล้องไชม์ได้ค้นพบคลื่นวิทยุวาบสั้นมาแล้วหลายครั้ง คลื่นวิทยุวาบสั้นมีความหลากหลายมาก ทั้งความเข้ม ความยาวคลื่น โพลาไรเซชัน และการกระจาย บางครั้งมีต้นกำเนิดมาจากดงฝุ่นที่หนาทึบและอลหม่าน บางครั้งก็มาจากบริเวณที่ดูว่างเปล่าไม่มีวัตถุที่น่าจะเป็นแหล่งกำเนิดได้ 

การเกิดคลื่นวิทยุวาบสั้นครั้งหนึ่งที่ตรวจพบในปี 2563 ช่วยให้เบาะแสแก่นักดาราศาสตร์ได้ดีพอสมควร เพราะคลื่นครั้งนั้นพบว่ามีแหล่งกำเนิดอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือกของเรานี้เอง มีทิศทางมาจากดาวแม่เหล็กดวงหนึ่ง ดาวแม่เหล็กคือดาวนิวตรอนชนิดหนึ่งที่มีความเข้มสนามแม่เหล็กมากเป็นพิเศษ การค้นพบนี้เป็นหลักฐานที่ชี้ว่า คลื่นวิทยุวาบสั้นมีความสัมพันธ์กับบางอย่างเกี่ยวข้องกับดาวนิวตรอน

ดาวนิวตรอนคือแกนที่เหลือของดาวฤกษ์มวลสูงหลังจากที่ส่วนนอกระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาไปแล้ว เมื่อปฏิกิริยานิวเคลียร์ของดาวหมดไป แรงดันที่คอยต้านความโน้มถ่วงของตัวเองจึงหายไปด้วย แก่นดาวที่เหลือหลังจากการระเบิดจึงอยู่ในสภาพที่ความหนาแน่นสูงมาก ดาวนิวตรอนที่ขนาดราว 20 กิโลเมตรอาจมีมวลมากถึง 2.3 เท่าของดวงอาทิตย์ ส่วน ดาวแม่เหล็ก หรือ แมกนิตาร์ เป็นดาวนิวตรอนชนิดหนึ่งที่มีสนามแม่เหล็กเข้มข้นมาก สนามแม่เหล็กที่เข้มข้นทำให้เกิดแรงดึงเปลือกดาวออกซึ่งสวนทางกับความโน้มถ่วงที่คอยดึงดูดเข้าข้างใน ดาวแม่เหล็กจะมีการปะทุที่คล้ายกับการเกิดแผ่นดินไหวขึ้นเป็นระยะ

อย่างไรก็ตาม สำหรับ เอฟอาร์บี 20191221 เอ นักดาราศาสตร์รู้จักคลื่นนี้น้อยมาก ยังไม่ทราบแม้แต่ว่ามีแหล่งกำเนิดมาจากในดาราจักรทางช้างเผือกหรือดาราจักรอื่น

ณ ขณะนี้ จึงหวังเพียงให้มีโอกาสตรวจพบคลื่นวาบแบบเดียวกันอีกหลาย ๆ แหล่ง จึงจะพอทำให้เข้าใจแหล่งกำเนิดคลื่นชนิดนี้มากขึ้น