ซุปเปอร์โนวาในกาแลคซีฝุ่นฟุ้ง
ภาพแสดงกาแลคซี Arp 148 โดยกล้องฮับเบิลและสปิตเซอร์ ข้อมูลสปิตเซอร์ที่ผ่านการประมวลผลพิเศษแสดงในวงกลมสีขาว ได้เผยให้เห็นแสงอินฟราเรดจากซุปเปอร์โนวาแห่งหนึ่งถูกฝุ่นซ่อนไว้
ดาวที่ระเบิดได้สร้างการแสดงแสงสีที่ตระการตา กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดอย่างสปิตเซอร์สามารถมองทะลุผ่านกลุ่มหมอกและช่วยให้เข้าใจว่าการระเบิดเหล่านี้เกิดขึ้นได้บ่อยแค่ไหน
คุณคงคิดว่าซุปเปอร์โนวา ซึ่งเป็นการจบชีวิตของดาวฤกษ์มวลสูงและเป็นหนึ่งในการระเบิดที่สว่างที่สุดทรงพลังที่สุดในเอกภพ คงไม่ยากที่จะสังเกตเห็นได้ แต่จำนวนของการระเบิดเหล่านี้ที่สำรวจพบในส่วนไกลของเอกภพก็ยังน้อยกว่าที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้ทำนายไว้อย่างมาก การศึกษาใหม่ที่ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซาซึ่งเพิ่งปลดเกษียณการทำงาน ได้รายงานการตรวจจับซุปเปอร์โนวา 5 เหตุการณ์ซึ่งหลุดรอดจากการตรวจจับในช่วงตาเห็นไป สปิตเซอร์เฝ้าดูเอกภพในช่วงอินฟราเรดซึ่งทะลุผ่านเมฆฝุ่นที่กันแสงช่วงตาเห็นได้
เพื่อสำรวจหาซุปเปอร์โนวาที่ซ่อนอยู่ นักวิจัยได้พิจารณาการสำรวจกาแลคซีฝุ่นฟุ้ง 40 แห่งโดยสปิตเซอร์(ในอวกาศ ฝุ่นมักจะหมายถึงอนุภาคที่คล้ายเม็ดซึ่งมีขนาดพอๆ กับเถ้าควัน) จากจำนวนที่พวกเขาพบในกาแลคซีเหล่านี้ การศึกษาได้ยืนยันว่าซุปเปอร์โนวาได้เกิดขึ้นจริงด้วยความถี่พอๆ กับที่นักวิทยาศาสตร์ได้คาดการณ์ไว้ ความคาดการณ์นี้มีพื้นฐานมาจากความเข้าใจปัจจุบันของนักวิทยา-ศาสตร์ว่าดาวฤกษ์มีวิวัฒนาการอย่างไร การศึกษาลักษณะเช่นนี้เป็นเรื่องจำเป็นในการพัฒนาความเข้าใจดังกล่าว โดยอาจจะสนับสนุนหรือคัดค้านแนวคิดได้
ผลสรุปจากสปิตเซอร์เหล่านี้ได้แสดงว่าการสำรวจในช่วงตาเห็นที่เราพึ่งพาอาศัยในการตรวจจับซุปเปอร์โนวามานาน ก็พลาดการระเบิดที่เกิดขึ้นข้างนอกในเอกภพไปถึงครึ่งหนึ่ง Ori Fox นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศในบัลติมอร์ มารีแลนด์ และผู้เขียนนำการศึกษาฉบับใหม่ที่เผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society กล่าว นี่เป็นข่าวที่ดีมากๆ ที่จำนวนของซุปเปอร์โนวาที่เรากำลังได้เห็นด้วยสปิตเซอร์นั้นมีความสอดคล้องในทางสถิติกับการทำนายจากทฤษฎี
นอกจากซุปเปอร์โนวาจะถูกซ่อนไว้ในฝุ่นแล้ว การระเบิดก็ยังสร้างฝุ่นออกมาด้วย เช่นที่สำรวจพบจากซากซุปเปอร์โนวา เนบิวลาปู นี้
การขาดแคลนซุปเปอร์โนวา(supernova discrepancy) นี่เป็นความไม่สอดคล้องระหว่างจำนวนของซุปเปอร์โนวาที่ได้ทำนายไว้ กับจำนวนที่สำรวจได้จริงด้วยกล้องโทรทรรศน์ช่วงตาเห็น ไม่เป็นเรื่องใหญ่ในเอกภพใกล้ๆ เมื่อกาแลคซีค่อยๆ ชะลอการก่อตัวดาวและมักจะมีฝุ่นอยู่น้อย แต่ในส่วนไกลของเอกภพออกไป แม้ว่ากาแลคซีที่ปรากฏจะมีอายุน้อยกว่า สร้างดาวด้วยอัตราที่สูงกว่า แต่ก็ดูจะมีฝุ่นอยู่จำนวนมาก ฝุ่นนี้ดูดกลืนและกระจายแสงช่วงตาเห็นและอุลตราไวโอเลต ไม่ให้มาถึงกล้องโทรทรรศน์
ดังนั้น นักวิจัยจึงสงสัยมานานแล้วว่าซุปเปอร์โนวาที่หายไป จะต้องเกิดขึ้นและเพิ่งปรากฏให้เห็น เนื่องจากเอกภพท้องถิ่นนั้นสงบลงพอสมควรนับตั้งแต่ช่วงปีแรกๆ ที่สร้างดาว เราจึงได้เห็นซุปเปอร์โนวาในจำนวนตามที่คาดไว้ด้วยโครงการสำรวจช่วงตาเห็นทั่วๆ ไป Fox กล่าว อย่างไรก็ตาม สัดส่วนการตรวจพบซุปเปอร์โนวาก็ลดลงเมื่อคุณออกไปไกลมากขึ้นเรื่อยๆ ย้อนสู่ช่วงเวลาในเอกภพที่พบ
กาแลคซีฝุ่นฟุ้งอยู่เต็มไปหมด
การตรวจจับซุปเปอร์โนวาที่อยู่ในระยะทางไกลอย่างนั้นเป็นเรื่องที่ท้าทาย เพื่อทำการสำรวจหาซุปเปอร์โนวาที่ถูกปกคลุมอยู่ภายในอาณาบริเวณกาแลคซีที่ฝุ่นตลบแต่อยู่ใกล้กว่า ทีมของ Fox ได้เลือกกาแลคซีฝุ่นเขรอะกลุ่มตัวอย่างจากละแวกท้องถิ่น 40 แห่ง ซึ่งเรียกว่า LIRGs และ ULIRGs(luminous and ultra-luminous infrared galaxies) ฝุ่นใน LIRGs และ ULIRGs ดูดกลืนแสงช่วงตาเห็นได้จากวัตถุอย่างซุปเปอร์โนวา แต่ก็ยอมให้อินฟราเรดจากวัตถุเดียวกันนี้ผ่านทะลุทะลวงมาจนถึงกล้องโทรทรรศน์อย่างสปิตเซอร์ได้
และลางสังหรณ์ของนักวิจัยก็ถูกต้องเมื่อมีซุปเปอร์โนวาใหม่เอี่ยมที่ไม่เคยพบเห็น 5 แห่ง มันเป็นอนุสรณ์ถึงศักยภาพในการค้นพบของสปิตเซอร์ว่ากล้องสามารถเก็บสัญญาณของซุปเปอร์โนวาที่ซ่อนอยู่จากกาแลคซีฝุ่นคลุ้งเหล่านี้ได้ Fox กล่าว เป็นเรื่องที่น่าสนุกอย่างมากสำหรับนักศึกษาปริญญาตรีของเราที่จะได้มีส่วนในการวิจัยที่น่าตื่นเต้นนี้ Alex Fillippenko ผู้เขียนร่วมการศึกษา ศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ กล่าวเสริม การวิจัยช่วยตอบคำถามว่า ซุปเปอร์โนวาทั้งหมดไปอยู่ไหน
core-collapse supernova or Type II supernova
ชนิดของซุปเปอร์โนวาที่สปิตเซอร์ตรวจพบเป็นชนิดที่เรียกว่า ซุปเปอร์โนวาแบบแกนกลางยุบตัว(core-collapse supernovae) ซึ่งมีดาวมวลสูงตั้งแต่ 8 เท่ามวลดวงอาทิตย์ขึ้นไป เมื่อพวกมันมีอายุมากขึ้นและแกนกลางของพวกมันก็อุดมไปด้วยเหล็ก ดาวดวงใหญ่เหล่านี้ก็จะไม่สามารถผลิตพลังงานได้เพียงพอที่จะต้านทานแรงโน้มถ่วงในตัวพวกมันเอง และแกนกลางก็จะยุบตัวลงในทันทีและเกิดหายนะขึ้น
แรงดันและอุณหภูมิมหาศาลที่เกิดจากการยุบตัวสร้างธาตุทางเคมีใหม่ๆ ผ่านการหลอมนิวเคลียส แต่เมื่อแกนดาวยุบตัวลงจะสร้างสสารรูปแบบใหม่ซึ่งหนาแน่นสูง ดาวส่วนที่เหลือก็จะกระดอนออกจากแกนกลางที่หนาแน่นสูงเหล่านี้ เป่าพวกมันเองออกเป็นจุลและกระจัดกระจายธาตุเหล่านั้นไปทั่วอวกาศ ซุปเปอร์โนวาได้สร้างธาตุหนักขึ้น เช่น โลหะเกือบทั้งหมด ธาตุเหล่านั้นจำเป็นต่อการสร้างดาวเคราะห์หินที่คล้ายโลก เช่นเดียวกับการสร้างวัตถุทางชีววิทยา โดยรวมแล้ว อัตราการเกิดซุปเปอร์โนวาจึงทำหน้าที่ตรวจสอบความถูกต้องแบบจำลองการก่อตัวดาว และการสร้างธาตุหนักในเอกภพ
ถ้าคุณบอกได้ว่ามีดาวฤกษ์มากน้อยแค่ไหนที่กำลังก่อตัวอยู่ จากนั้นคุณก็จะสามารถทำนายได้ว่าจะมีดาวระเบิดมากแค่ไหน Fox กล่าว หรือในทางกลับกัน ถ้าคุณทราบว่ามีดาวกำลังระเบิดมากแค่ไหน ก็ทำนายได้ว่าจะมีดาวก่อตัวขึ้นมากแค่ไหน การเข้าใจความสัมพันธ์นี้เป็นเรื่องวิกฤติในการศึกษาหลายๆ แขนงในดาราศาสตร์ฟิสิกส์
กล้องโทรทรรศน์รุ่นถัดไปซึ่งรวมถึง กล้องโทรทรรศน์โรมัน(Nancy Grace Roman Space Telescope) ของนาซา และกล้องเวบบ์(James Webb Space Telescope) จะตรวจจับแสงอินฟราเรดได้เช่นเดียวกับกล้องสปิตเซอร์ การศึกษาของเราได้แสดงว่าแบบจำลองการก่อตัวดาวนั้นสอดคล้องกับอัตราการเกิดซุปเปอร์โนวามากกว่าที่เคยคิดไว้ Fox กล่าว และด้วยการเปิดเผยซุปเปอร์โนวาที่ซ่อนอยู่ สปิตเซอร์ได้สร้างรากฐานการค้นพบชนิดใหม่ๆ ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเวบบ์และกล้องโรมัน
แหล่งข่าว phys.org : stars are exploding in dusty galaxies. We just can’t always see them.
scitechdaily.com – hidden supernova: stars are exploding in dusty galaxies – we just can’t always see them
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
