สมาคมดาราศาสตร์ไทย

พบแหล่งของคลื่นวิทยุกำเนิดซ้ำคาบยาว

พบแหล่งของคลื่นวิทยุกำเนิดซ้ำคาบยาว

13 ธ.ค. 2567
รายงานโดย: วิมุติ วสะหลาย (wimut@hotmail.com)
เมื่อปี 2565 นักดาราศาสตร์ตรวจพบคลื่นวิทยุลึกลับจากอวกาศ คลื่นนี้มีความเข้มมาก เกิดขึ้นเป็นเวลาประมาณหนึ่งนาทีแล้วก็หายไป หลังจากนั้นทุก 18 นาที ก็จะเกิดซ้ำขึ้นอีก หลังจากผ่านพ้นไปราวสามเดือน เหตุการณ์ทั้งหมดนี้ก็ยุติลง ไม่กลับมาเกิดซ้ำอีก

นักดาราศาสตร์รู้จักคลื่นวิทยุที่เกิดซ้ำอยู่แล้ว นั่นคือพัลซาร์ พัลซาร์เป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุที่เกิดซ้ำเป็นช่วงเหมือนกัน พัลซาร์โดยทั่วไปมีคาบของการส่งคลื่นในระดับวินาทีหรืออาจต่ำกว่าวินาที ซึ่งเป็นคาบที่เกิดจากการหมุนรอบตัวเองของดาวนิวตรอน แต่สำหรับคลื่นที่เกิดซ้ำเป็นคาบที่นานหลายนาทีเช่นนี้ นักดาราศาสตร์ยังอธิบายไม่ได้ว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร เพียงแต่แน่ใจว่าไม่ใช่พัลซาร์ เพราะดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองช้าจะไม่แผ่คลื่นวิทยุออกมา 

นักดาราศาสตร์เรียกคลื่นวิทยุประเภทนี้ว่า คลื่นวิทยุกำเนิดซ้ำคาบยาว (slowly repeating radio bursts) 

หลังจากที่พบคลื่นวิทยุกำเนิดซ้ำคาบยาวครั้งแรก ก็มีการพบคลื่นคล้ายกันอีกไม่ต่ำกว่า 10 แห่ง แต่ละแห่งมีความคล้ายคลึงกันอย่างหนึ่งก็คือ มีทิศทางมาจากบริเวณใจกลางดาราจักรทางช้างเผือก

การที่มีตำแหน่งอยู่ในทิศทางของใจกลางทางช้างเผือกเป็นอุปสรรคในการศึกษามาก เพราะใจกลางทางช้างเผือกมีดาวฤกษ์หนาแน่นมาก ทำให้การค้นหาว่าดาวหรือวัตถุดวงใดเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นทำได้ยากมาก 

ภาพในจินตนาการของศิลปินของระบบดาว เออาร์แมงป่อง (AR Scorpii) เป็นระบบดาวคู่ที่มีดาวดวงหนึ่งเป็นดาวแคระแดงและอีกดวงหนึ่งเป็นดาวแคระขาว ระบบเช่นนี้อาจเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุกำเนิดซ้ำคาบยาว (slowly repeating radio burst)  (จาก M. Garlick/ University of Warwick/ ESO)

จนเมื่อวันที่ ธันวาคม 2567 โชคก็เข้าข้างนักดาราศาสตร์เสียที คณะนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยเคอร์ทินในเพิร์ท ออสเตรเลีย ได้กวาดกล้องโทรทรรศน์เมอร์ชิสันไวด์ฟิลด์ในเวสเทิร์นออสเตรเลียไปบนท้องฟ้า แล้วพบคลื่นวิทยุกำเนิดซ้ำคาบยาวแห่งใหม่ มีชื่อว่า กลีม-เอกซ์ เจ 0704-37 (GLEAM-X J0704-37) มีคาบการแผ่คลื่นนานถึง 2.9 ชั่วโมง ตำแหน่งที่พบอยู่ในกลุ่มดาวท้ายเรือ ซึ่งอยู่ห่างจากใจกลางทางช้างเผือกพอสมควร และไม่ได้อยู่ในระนาบทางช้างเผือกด้วย การที่พบคลื่นในบริเวณที่มีดาวไม่หนาแน่นมากนักทำให้การแยกแยะหาแหล่งกำเนิดคลื่นจึงพอเป็นไปได้ ซึ่งหลักฐานชี้ไปที่ดาวแคระแดงดวงหนึ่งที่อยู่ห่างออกไปราว 5,000 ปีแสง 

ดาวแคระแดงเป็นดาวฤกษ์ชนิดหนึ่ง มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์มากและมีอุณหภูมิพื้นผิวต่ำกว่า เป็นดาวประเภทที่มีมากที่สุดในดาราจักร

ภาพจากเครือข่ายเอ็มดับเบิลยูเอ (Murchison Widefield Array (MWA)) แสดงแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุชื่อ กลีม-เอ็กซ์ เจ 0704-37 (GLEAM-X J0704-37) (วงสีม่วง) ซ้อนกับภาพที่ได้จากกล้องเมียร์แคตซึ่งมีกำลังแยกภาพสูงกว่า (วงสีฟ้า) วงสีขาวคือดาวฤกษ์ในดาราจักรทางช้างเผือก  (จาก Hurley-Walker et al. 2024/ The Astrophysical Journal Letters)

ภาพในจินตนาการของศิลปิน แสดงระบบดาวคู่เออาร์แมงป่อง (AR Scorpii) ซึ่งระบบดาวคู่ กลีม-เอกซ์ เจ 0704-37 มีลักษณะคล้ายกับระบบดาวคู่นี้ (ESO/ L. Calçada/ University of Warwick)


นักดาราศาสตร์คณะนี้ใช้กล้องเมียร์แคตในแอฟริกาใต้สำรวจคลื่นของ กลีม-เอกซ์ เจ 0704-37 พบว่าลักษณะของสัญญาณดูไม่เหมือนจะมาจากดาวฤกษ์โดยตรง มีการแผ่คลื่นออกมาซ้ำ แต่มีคาบไม่คงที่ มีการผันแปรขึ้นลงเล็กน้อย ซึ่งแสดงว่าแหล่งกำเนิดคลื่นที่แท้จริงน่าจะเป็นดาวคู่ แต่มองเห็นเพียงดาวแคระแดงเพียงดวงเดียว ดาวอีกดวงหนึ่งไม่เห็น ซึ่งนักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่าน่าจะเป็นดาวแคระขาว เพราะหากเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ ซึ่งเกิดขึ้นหลังซูเปอร์โนวา การระเบิดของซูเปอร์โนวาน่าจะทำลายสภาพความเป็นดาวคู่ของระบบจนไม่เหลือรอดมาได้ 

นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า คลื่นวิทยุไม่ได้เกิดจากดาวแคระแดงโดยตรง แต่จะเกิดที่บริเวณดาวแคระขาวที่โคจรรอบดาวแคระแดง กระแสของอนุภาคประจุไฟฟ้าจากดาวแคระแดงที่เหมือนลมสุริยะปะทะเข้ากับดาวแคระขาว และนี่เองที่ทำให้เกิดคลื่นวิทยุกำเนิดซ้ำคาบยาว