นักวิจัยอาจเคยเห็นหลุมดำหรือการกำเนิดของดาวนิวตรอน BY เลโต ซาปูนาร์ | เผยแพร่เมื่อ 19 ธ.ค. 2564 13:00 นศาสตร์ช่องว่าง
การระเบิดอย่างลึกลับ AT2018cow
ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับการระเบิดลึกลับ AT2018cow หรือที่เรียกว่า The Cow หอดูดาวแห่งชาติของญี่ปุ่น
การระเบิดของดาวฤกษ์อย่างลึกลับทำให้นักวิทยาศาสตร์มีหน้าต่างสู่แหล่งที่มาของมหานวดาราอายุสั้นจำนวนหนึ่ง
การระเบิดที่เป็นปัญหาซึ่งมีชื่อเรียกว่า AT2018cow และเรียกความรักว่า “วัว” นั้นวาบราวกับซุปเปอร์โนวาในเดือนมิถุนายน 2018 แต่มันกินเวลาสั้นกว่าซุปเปอร์โนวาปกติมาก และปล่อยแสงสีต่างๆ ออกมา ทำให้เป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่า “แสงสีน้ำเงินอย่างรวดเร็ว”
เหตุการณ์ดังกล่าวจะหายวับไปและทำให้พลาดได้ง่าย
เมื่อซุปเปอร์โนวาทั่วไปพัฒนาเป็นเวลาหนึ่งหรือสองเดือนและจางหายไปในอีกไม่กี่เดือน วัตถุเหล่านี้ “จะขึ้นไปในเวลาน้อยกว่าหนึ่งสัปดาห์” และ “หายไปในเวลาน้อยกว่าหนึ่งเดือน” Dheeraj Pashamนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จาก MIT กล่าว การศึกษาใหม่เกี่ยวกับวัวที่ตีพิมพ์ในวารสารNature Astronomyในสัปดาห์นี้ การระเบิดอย่างรวดเร็วเหล่านี้จับได้ยากด้วยการสำรวจทางดาราศาสตร์ส่วนใหญ่ ซึ่งอาจสแกนซ้ำบริเวณท้องฟ้ายามค่ำคืนเพียงเดือนละครั้งเท่านั้น ซึ่งช้าเกินไปที่จะจับเหตุการณ์ที่กินเวลาไม่กี่สัปดาห์
แต่ความก้าวหน้าล่าสุดของเทคโนโลยีกล้องโทรทรรศน์ทำให้สแกนได้รวดเร็วขึ้นมาก บางครั้งถึงกับมองเห็นได้หลายมุมของท้องฟ้าผืนเดียวกันต่อคืน เขากล่าว โชคดีที่วัว “ถูกระบุในเวลาที่เหมาะสม” Pasham กล่าว นักดาราศาสตร์ตระหนักว่ามันอยู่ที่นั่นเพียงไม่กี่วันหลังจากที่ปรากฏ นักวิจัยทั่วโลกได้ฝึกฝนกล้องโทรทรรศน์แฟนซีทุกประเภทเกี่ยวกับกล้องนี้ โดยตรวจสอบผ่านออปติคัล อัลตราไวโอเลต เอ็กซ์เรย์ วิทยุ และความถี่แสงอื่นๆ
ที่สว่างกว่าการระเบิดของดาวฤกษ์ทั่วไปถึง 100 เท่า Cow เป็นหนึ่งในซุปเปอร์โนวาแปลกที่สว่างที่สุด ในซุปเปอร์โนวาโดยเฉลี่ย ดาวฤกษ์หมดเชื้อเพลิง ยุบตัวในตัวเอง และระเบิดเป็นการระเบิดครั้งใหญ่ วัวและการระเบิดไม่กี่อย่างนั้นรุนแรงมากจนนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายได้ด้วยกลไกเหล่านี้เพียงอย่างเดียว
“ต้องมีแหล่งพลังงานเพิ่มเติม” Pasham กล่าว สำหรับที่มาของแรงกระตุ้นพิเศษนี้ มีแนวคิดมากมายเหลือเฟือ
ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งซึ่งอยู่ไม่ไกลจากซุปเปอร์โนวามาตรฐานก็คือแกนกลางของดาวฤกษ์ยุบตัวและก่อตัวเป็นดาวนิวตรอนที่กำลังหมุนอยู่ซึ่งมีสนามแม่เหล็กแรงสูง เรียกว่าแมกนีตาร์ การหมุนอย่างรวดเร็วของสนามแม่เหล็กนี้สามารถถ่ายเทพลังงานไปยังนักดาราศาสตร์ระเบิดขนาดใหญ่ที่สังเกตได้
ในทำนองเดียวกัน แกนกลางของดาวฤกษ์อาจก่อตัวเป็นหลุมดำ ทำให้ชั้นนอกของดาวตกลงไปในนั้น ซึ่งจะปล่อยพลังงานออกมาเป็นจำนวนมากด้วย ซึ่งอาจอธิบายการบูมที่มีขนาดใหญ่กว่าได้
ในอดีต มีการตั้งสมมติฐานอื่นๆ ด้วย เช่น การชนกันระหว่างดาวแคระขาว 2 ดวงหรือหลุมดำที่ฉีกดาวแคระขาวหนึ่งดวงด้วยแรงโน้มถ่วงที่ท่วมท้น แต่ดูเหมือนว่าทีมของ Pasham ได้ตัดทอนสาเหตุที่ไม่เกี่ยวข้องกับดาวนิวตรอนหรือหลุมดำแล้วCosimo Inserraนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ศึกษาซุปเปอร์โนวาที่มหาวิทยาลัยคาร์ดิฟฟ์ในสหราชอาณาจักรกล่าว และไม่เกี่ยวข้องกับการศึกษากล่าว
“ยังไม่มีปืนสูบบุหรี่” ที่เผยให้เห็นว่าเกิดอะไรขึ้น
Inserra กล่าว แต่การศึกษาสัญญาณเอ็กซ์เรย์นั้น “ละเอียดมาก” และตัดคำอธิบายที่เป็นไปได้มากมาย ในปัจจุบัน ทุกคำอธิบายที่เป็นไปได้สำหรับวัว ดูเหมือนจะมีปัญหาบางอย่างกับมัน เขากล่าว สำหรับคำอธิบายของดาวนิวตรอน เขากล่าวว่าสัญญาณเอ็กซ์เรย์น่าจะชะลอตัวลงในช่วง 60 วัน แต่ก็ไม่เป็นเช่นนั้น หลุมดำอาจมีความเสถียรขนาดนั้น แต่ไม่เคยมีใครสังเกตเห็นพฤติกรรมแบบนี้มาก่อนเลย เขากล่าว
พลังงานของวัตถุอัดแน่น ซึ่งหมายถึงหลุมดำหรือดาวนิวตรอน บวกกับปัจจัยอื่นที่ไม่ทราบสาเหตุอาจส่งผลให้เกิดการระเบิด Inserra กล่าว ตัวอย่างเช่น ดาวดวงนั้นอาจถูกห้อมล้อมด้วยสสาร เมื่อดาวระเบิด เศษที่เหลือก็จะไถลทะลุเมฆ ทำให้เกิดแสงแฟลชที่ใหญ่ขึ้น หรือดาวระเบิดอาจอยู่ในวงโคจรกับวัตถุอื่น ทำให้เกิดการระเบิดขึ้น
Pasham และเพื่อนร่วมงานของเขากล่าวว่าพวกเขาเชื่อว่ามีหลุมดำหรือดาวนิวตรอน โดยอาศัยการวัดรังสีเอกซ์จากการระเบิดโดยใช้เครื่องสำรวจองค์ประกอบภายในของดาวนิวตรอน (NICER) ของ NASA ซึ่งเป็นเครื่องมือในสถานีอวกาศนานาชาติ ปัจจุบัน Pasham ตั้งข้อสังเกตว่าไม่มีเครื่องมืออื่นใดที่จะดึงข้อมูลได้เร็วพอที่จะจับสัญญาณเอ็กซ์เรย์ประเภทนี้
การศึกษานี้ จับคู่กับงานวิจัยก่อนหน้านี้หลายชิ้น ได้ให้ “หลักฐานตอกย้ำโลงศพว่าแท้จริงแล้ว มันเป็นวัตถุที่มีขนาดกะทัดรัด” Pasham กล่าว
ความสว่างของรังสีเอกซ์ของ Cow เปลี่ยนไปตามกาลเวลา—สว่างขึ้นและหรี่ลง—ในรอบที่กินเวลานาน 4.4 มิลลิวินาที สำหรับ Pasham นี่ดูเหมือนสัญญาณว่าสสารโคจรรอบหลุมดำ “แรกเกิด” หรือดาวนิวตรอนประเภทหนึ่งที่เรียกว่าแมกนีตาร์อย่างใกล้ชิด และสสารจะส่องแสงด้วยรังสีเอกซ์ทุกครั้งที่โคจรรอบอย่างรวดเร็ว
[ที่เกี่ยวข้อง: นักดาราศาสตร์เพิ่งยืนยันซูเปอร์โนวารูปแบบใหม่ ]
ปัจจุบัน ทีมวิจัยไม่สามารถบอกได้ว่าหลุมดำหรือสนามแม่เหล็กเป็นสาเหตุของวัฏจักรที่พวกเขาสังเกตเห็นหรือไม่ การทำเช่นนี้จะต้องใช้ “พลังในการคำนวณจำนวนมาก” Pasham กล่าว ซึ่งตอนนี้ทีมกำลังมองหา
ด้วยการสำรวจท้องฟ้าในอนาคตจำนวนมาก Pasham มั่นใจว่านักดาราศาสตร์จะตรวจพบวัตถุเหล่านี้อีกมากมาย “นี่” เขาพูด “เป็นเพียงจุดเริ่มต้น”
