Readspread.com

News and Article

นักดาราศาสตร์ยืนยัน จักรวาลนี้มี ซูเปอร์โนวาประเภทที่สาม

ซูเปอร์โนวา (Supernova) คือการระเบิดหลังสิ้นอายุขัยของดาวฤกษ์ ก่อนหน้านี้แบ่งเป็น 2 ประเภทหลัก เท่านั้นแต่ล่าสุดนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบและยืนยันแล้วว่าจักรวาลนี้มี ซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 อยู่

เครดิตภาพ https://earthsky.org/

ศวัสกมล ปิจดี เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ ประจำสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ ได้เขียนบทความเรื่องนี้ในเว็บไซต์ www.narit.or.th ว่า ซูเปอร์โนวา มีอยู่ 2 แบบที่เรารู้จักกันคือ ซูเปอร์โนวาประเภทที่1 (Supernova type I) เกิดขึ้นในระบบดาวคู่ที่มีสมาชิกดวงหนึ่งเป็นดาวแคระขาว แรงโน้มถ่วงมหาศาลของดาวแคระขาวจะดึงดูดมวลสารจากดาวฤกษ์คู่เติมเชื้อเพลิงให้กับดาว เมื่อดาวแคระขาวมีมวลเพิ่มขึ้นเกินขีดจำกัดที่ 1.3 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แรงดันที่แกนกลางของดาวจะทำให้ดาวมีอุณหภูมิสูงขึ้นจนสามารถจุดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันได้อีกครั้งและส่องแสงสว่างออกมา และแบบที่สองคือ ซูเปอร์โนวาประเภทที่2 (Supernova type II) หรือซูเปอร์โนวาแบบแกนยุบ เกิดจากการสิ้นอายุของดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ตั้งแต่ 10 เท่าขึ้นไป สุดท้ายจะกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ

ส่วนซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 จากการคำนวณทางทฤษฎีในปี พ.ศ. 2523 แสดงให้เห็นว่า อาจมี ซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 อยู่ เรียกว่า “ซูเปอร์โนวาแบบจับอิเล็กตรอน (electron-capture supernova)” จะเกิดกับดาวฤกษ์ที่มีมวล 8-10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์เท่านั้น
ทฤษฎีระบุว่า ก่อนที่ดาวฤกษ์จะระเบิดและกลายเป็นดาวนิวตรอน อะตอมของแมกนีเซียมและนีออนที่สะสมอยู่ในแกนกลางจะเริ่มจับอิเล็กตรอนที่ล่องลอยอยู่รอบ ๆ ซึ่งอิเล็กตรอนเหล่านี้มีหน้าที่รักษาเสถียรภาพของแรงดันภายนอกที่กระทำกับแกนกลางของดาว เมื่อจำนวนอิเล็กตรอนลดลงจะส่งผลให้เสียเสถียรภาพ ทำให้บริเวณภายในของดาวยุบตัวกลายเป็นดาวนิวตรอน ในขณะที่บริเวณรอบนอกจะระเบิดออกมาเป็นซูเปอร์โนวา

ในเดือนมีนาคม พ.ศ. 2561 โคอิจิ อิตากากิ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นชาวญี่ปุ่น ค้นพบซูเปอร์โนวา SN 2018zd ที่เพิ่งเกิดใหม่ในกาแล็กซี NGC 2146 อยู่ห่างออกไปจากโลกประมาณ 30 ถึง 40 ล้านปีแสง ในบริเวณกลุ่มดาวยีราฟ (Camelopardalis) ต่อมา นักดาราศาสตร์ได้วิเคราะห์การระเบิดและตีพิมพ์บทความการค้นพบครั้งนี้ในวารสาร Nature Astronomy เมื่อวันที่ 28 มิถุนายน พ.ศ. 2564 โดยระบุว่า ข้อมูลของซูเปอร์โนวาในครั้งนี้มีรูปแบบที่สอดคล้องกับแบบจำลองการเกิดซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 ที่นักดาราศาสตร์คาดการณ์เอาไว้อย่างลงตัว

ล่าสุด งานวิจัยนำทีมโดย ไดอิจิ ฮิระมัตสึ ได้ศึกษาซูเปอร์โนวา SN 2018zd ด้วยข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและสปิตเซอร์ที่เคยบันทึกข้อมูลกาแล็กซี NGC 2146 ช่วงก่อนและหลังการระเบิดซูเปอร์โนวาเอาไว้ ทำให้สามารถระบุดาวฤกษ์ต้นกำเนิดของซูเปอร์โนวาในครั้งนี้ได้ รวมถึงยังพบว่า SN 2018zd และดาวฤกษ์ต้นกำเนิด มีคุณสมบัติที่ตรงกันกับทฤษฎีการเกิดซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3
คุณสมบัติของซูเปอร์โนวา SN 2018zd ที่ตรงกับทฤษฎีการเกิดซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 ประกอบด้วย

  1. ดาวฤกษ์ต้นกำเนิดเป็นดาวยักษ์แดงอายุมากที่จัดอยู่ในประเภท “Super-Asymptotic Giant Branch” (AGB) ซึ่งดาวฤกษ์ประเภทนี้มีระหว่าง 8 ถึง 10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
  2. ดาวฤกษ์ต้นกำเนิดจะสูญเสียมวลจำนวนมากก่อนที่จะระเบิด โดยจะพ่นสสารชั้นนอกออกไปเป็นเมฆฝุ่นแก๊สอยู่รอบ ๆ
  3. พบฮีเลียม คาร์บอน และไนโตรเจนจำนวนมาก ซึ่งเป็นองค์ประกอบเฉพาะที่เกิดขึ้นก่อนที่จะดาวฤกษ์กลายเป็นซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 โดยพบออกซิเจนเพียงเล็กน้อยเท่านั้น
  4. ความรุนแรงของการระเบิดน้อยกว่าการระเบิดของซูเปอร์โนวาประเภทที่ 2
  5. แสงจากการระเบิดมีลักษณะเป็นไปตามทฤษฎี เกิดคลื่นกระแทกจากชั้นในสุดปะทะเข้ากับสสารที่พ่นออกมาก่อนหน้า เปล่งแสงสว่างอยู่นานกว่า 100 วัน แล้วจึงค่อย ๆ จางหายไป
  6. พบนิกเกิลที่เสถียรซึ่งเป็นองค์ประกอบทางเคมีที่คาดว่าจะพบในซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 แตกต่างจากซูเปอร์โนวาประเภทที่ 2 ที่จะพบนิกเกิลแบบกัมมันต์
    การศึกษาซูเปอร์โนวา SN 2018zd นอกจากจะทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใจวิวัฒนาการของดาวฤกษ์มวลมากแล้วยังให้หลักฐานสำคัญที่อาจอธิบายซูเปอร์โนวาที่เกิดขึ้นในอดีต เช่น ซูเปอร์โนวา SN1054 หรือที่เรียกว่าเนบิวลาปู (Messier 1) ซึ่งนักดาราศาสตร์สงสัยมานานแล้วว่าซูเปอร์โนวานี้อาจเป็นซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 และอาจเป็นตัวอย่างที่เหมาะสมที่สุดสำหรับใช้ศึกษาเกี่ยวกับซูเปอร์โนวาประเภทนี้ แต่เนื่องจากในขณะที่เกิดซูเปอร์โนวานี้ยังไม่มีกล้องโทรทรรศน์ เครื่องวัดสเปกตรัม หรือเครื่องมืออื่น ๆ สำหรับเก็บข้อมูลจึงไม่สามารถระบุได้แน่ชัดว่าเป็นซูเปอร์โนวาประเภทใด
    เนบิวลาปูมีคุณสมบัติบางอย่างที่คล้ายกับซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 ได้แก่ มีดาวนิวตรอนบริเวณใจกลาง กลุ่มแก๊สที่แพร่กระจายอยู่รอบ ๆ มีองค์ประกอบทางเคมีตรงกับเกณฑ์ มีบันทึกในอดีตระบุว่าแสงของซูเปอร์โนวานี้สว่างมากจนสามารถเห็นได้บนท้องฟ้าในเวลากลางวันเป็นเวลากว่า 23 วัน และยังคงมองเห็นได้ในเวลากลางคืนเป็นเวลาเกือบ 2 ปีก่อนที่จะหายไป และโครงสร้างของกลุ่มแก๊สก็ยังคงขยายตัวออกไปอย่างช้า ๆ เมื่อเวลาผ่านไป
    อย่างไรก็ตาม แม้ผลงานวิจัยในครั้งนี้จะยังไม่สามารถเชื่อมโยงกับเนบิวลาปูได้แน่ชัด แต่การศึกษาเนบิวลาปูในมุมมองใหม่ ๆ จะสามารถช่วยให้นักดาราศาสตร์พัฒนาแบบจำลองของซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 ได้ดียิ่งขึ้น และเข้าใจวิวัฒนาการของซูเปอร์โนวาประเภทนี้ในช่วงหลังการระเบิด และท้ายที่สุด การพิสูจน์ว่าซูเปอร์โนวาประเภทที่ 3 มีอยู่จริง จะช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ได้มากขึ้น รวมถึงวิวัฒนาการของกาแล็กซีและเอกภพที่เราอาศัยอยู่
Copyright © Readspread.com ติดต่อฝ่ายข่าว Tel.089-922-7859 Email/Yothin.Yoojongdee@gmail.com | Newsphere by AF themes.