ดาวข้างเคียงที่เหลือรอดจากซุปเปอร์โนวา
ภาพแสดงซุปเปอร์โนวาและดาวที่เหลือรอด
กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้พบพยานในเหตุการณ์การตายของดาวด้วยการระเบิด เป็นดาวข้างเคียงดวงหนึ่งซึ่งเคยซ่อนอยู่ในแสงจ้าของซุปเปอร์โนวาจากดาวคู่หู การค้นพบนี้เป็นครั้งแรกสำหรับซุปเปอร์โนวาพิเศษชนิดนี้ เป็นชนิดที่ดาวจะถูกเปลื้องเปลือกก๊าซชั้นนอกของมันออกจนหมด ก่อนที่จะระเบิด
การค้นพบได้ให้เงื่อนงำที่สำคัญสู่ธรรมชาติการเป็นระบบคู่ของดาวมวลสูง เช่นเดียวกับความเป็นไปได้ที่หลังจากนี้จะนำไปสู่การควบรวมกับดาวข้างเคียง ซึ่งน่าจะเขย่าผืนกาลอวกาศเป็นคลื่นความโน้มถ่วง
นักดาราศาสตร์ได้ตรวจพบสัญญาณของธาตุต่างๆ ในการระเบิดซุปเปอร์โนวา ก่อนการระเบิดซุปเปอร์โนวาธาตุเหล่านี้จะเรียงตัวเป็นชั้นลดหลั่นกันเหมือนชั้นในหอมใหญ่ โดยไฮโดรเจนจะพบได้ชั้นนอกสุดของดาว และถ้าไม่มีไฮโดรเจนให้ตรวจจับในสิ่งที่เหลืออยู่จากซุปเปอร์โนวา นี่ก็หมายความว่ามันถูกปลดเปลื้องออกก่อนที่การระเบิดจะเกิดขึ้น
สำหรับดาวฤกษ์มวลสูง จะมีการหลอมธาตุหนักเป็นชั้นๆ ไป โดยจะไปสิ้นสุดที่เหล็กในใจกลาง
สาเหตุที่มีการสูญเสียไฮโดรเจนยังเป็นปริศนา และนักดาราศาสตร์ได้ใช้กล้องฮับเบิลเพื่อหาเงื่อนงำและทดสอบทฤษฎีต่างๆ เพื่ออธิบายซุปเปอร์โนวาเปลือยเหล่านี้ การสำรวจใหม่จากฮับเบิลได้ให้หลักฐานที่ดีที่สุดที่สนับสนุนทฤษฎีว่ามีดาวข้างเคียงที่มองไม่เห็นดวงหนึ่งได้ดูดเปลือกก๊าซจากดาวคู่หูก่อนที่มันจะระเบิด
นี่เป็นช่วงเวลาที่เรารอคอยมานาน ในที่สุดก็ได้เห็นหลักฐานระบบดาวคู่ต้นกำเนิดซุปเปอร์โนวาที่เปลือยหมด Ori Fox นักดาราศาสตร์ที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ ในบัลติมอร์ มารีแลนด์ ซึ่งนำทีมวิจัยฮับเบิล กล่าว เป้าหมายก็เพื่อขยับพื้นที่การศึกษาจากทฤษฎีไปสู่การทำงานกับข้อมูล และดูว่าระบบเหล่านี้มีสภาพอย่างไร
ทีมใช้กล้องมุมกว้าง 3(WFC3) ของฮับเบิลเพื่อศึกษาพื้นที่ซุปเปอร์โนวา 2013ge ในช่วงแสงอุลตราไวโอเลต เช่นเดียวกับใช้การสำรวจที่เก็บไว้ในคลัง MAST(Mikulski Archive for Space Telescope) นักดาราศาสตร์ได้เห็นแสงซุปเปอร์โนวาที่จางลงเรื่อยๆ ตั้งแต่ปี 2016 จนถึง 2020 แต่ก็มีแหล่งแสงอุลตราไวโอเลตใกล้ๆ อีกแห่งหนึ่งในตำแหน่งเดิมที่ยังรักษาความสว่างของมันไว้ได้
แหล่งอุลตราไวโอเลตที่ซ่อนอยู่เป็นสิ่งที่ทีมเสนอว่าเป็นดาวข้างเคียงในระบบคู่กับดาวต้นกำเนิด SN 2013ge
ก่อนหน้านี้ นักวิทยาศาสตร์เคยตั้งทฤษฎีว่าลมดวงดาวที่รุนแรงจากดาวต้นกำเนิดมวลสูง น่าจะพัดเปลือกก๊าซไฮโดรเจนชั้นนอกๆ ของมันออกไป แต่หลักฐานการสำรวจไม่ได้บอกอย่างนั้น เพื่ออธิบายความไม่เชื่อมโยง นักดาราศาสตร์ได้พัฒนาทฤษฎีและแบบจำลองว่าดาวข้างเคียงในระบบคู่ดึงไฮโดรเจนออกไป
ภาพกาแลคซีกังหันซึ่งมีภาพขยายแสดงซุปเปอร์โนวาที่กำลังจางแสงลงในสามช่อง เผยให้เห็นแหล่งแสงอุลตราไวโอเลตที่สว่างคงที่ซึ่งนักดาราศาสตร์จำแนกว่าเป็นดาวข้างเคียงในระบบคู่ของดาวต้นกำเนิดซุปเปอร์โนวา
Maria Drout จากมหาวิทยาลัยโตรอนโต กล่าวว่า ในช่วงไม่กี่ปีมีหลักฐานหลายแนวที่บอกเราว่าซุปเปอร์โนวาเปลือยน่าจะก่อตัวขึ้นในระบบดาวคู่ แต่เรายังไม่เคยได้เห็นดาวข้างเคียงจริงๆ เลย การศึกษาการระเบิดของดาวก็ไม่ต่างจากงานนิติวิทยาศาสตร์ เมื่อสืบหาเงื่อนงำและดูว่าทฤษฎีใดสอดคล้องบ้าง ต้องขอบคุณฮับเบิล เราจึงได้เห็นมันโดยตรง
ก่อนการสำรวจ SN 2013ge กล้องฮับเบิลได้เห็นจุดพีคในช่วงยูวี 2 แหล่ง แทนที่จะเป็นเพียงแหล่งเดียวในซุปเปอร์โนวาเกือบทั้งหมด Fox บอกว่าคำอธิบายหนึ่งสำหรับความสว่างคู่ ก็คือ พีคที่สองเกิดขึ้นจากคลื่นกระแทกของซุปเปอร์โนวาปะทะกับดาวข้างเคียง เป็นความน่าจะเป็นที่ขณะนี้ดูชัดเจนมากขึ้น
การสำรวจล่าสุดของฮับเบิลได้บ่งชี้ว่าในขณะนี้ดาวข้างเคียงอาจจะเสียหายไปพอสมควรซึ่งรวมถึงไฮโดรเจนที่มันขโมยมาจากคู่หู แต่มันก็ยังไม่ถูกทำลาย Fox เทียบผลกระทบกับการตบก้อนเจลลี่ ซึ่งสุดท้ายมันก็จะกลับมาอยู่ในรูปทรงเดิม
ในขณะนี้ยังต้องการการยืนยันเพิ่มเติมและการค้นพบสนับสนุนที่คล้ายๆ กัน แต่ Fox บอกว่านัยยะของการค้นพบนี้ยังคงไม่มาก โดยสนับสนุนทฤษฎีว่าดาวมวลสูงส่วนใหญ่จะก่อตัวและพัฒนาเป็นระบบดาวคู่
ซุปเปอร์โนวาปกติซึ่งมีเปลือกก๊าซปุกปุยที่เรืองสว่าง แต่ดาวต้นกำเนิดของซุปเปอร์โนวาที่เปลือยหมด จำแนกได้ยากในภาพก่อนการระเบิด ขณะนี้ นักดาราศาสตร์โชคดีมากพอที่จำแนกดาวข้างเคียงที่เหลือรอดได้ พวกมันใช้มันเพื่อย้อนกลับและตรวจสอบคุณลักษณะของดาวที่ระเบิดออก เช่นเดียวกับโอกาสอันน่าเหลือเชื่อในการเฝ้าดูผลที่เกิดขึ้นกับผู้รอดชีวิต ซึ่งตัวมันเองก็เป็นดาวมวลสูง
ลำดับเหตุการณ์วิวัฒนาการสำหรับซุปเปอร์โนวาที่เปลือยเปลือกก๊าซ ช่อง 1-3 แสดงสิ่งที่ได้เกิดขึ้นแล้ว และช่อง 4-6 แสดงสิ่งที่อาจเกิดขึ้นในอนาคต 1) ดาวมวลสูงคู่หนึ่งโคจรรอบกันและกัน 2)ดาวดวงหนึ่งแก่เฒ่าเข้าสู่สถานะยักษ์แดง ชั้นบรรยากาศส่วนนอกที่เป็นไฮโดรเจนพองออกจนดาวข้างเคียงของมันดึงออกไปได้ จึงเป็นเหตุผลที่ฮับเบิลไม่พบร่องรอยของไฮโดรเจนในเศษซากซุปเปอร์โนวา (ต่อ)
3)ดาวที่ถูกเปลือยเปลือกนอกกลายเป็นซุปเปอร์โนวา SN2013ge กระแทกดาวข้างเคียงแต่ก็ยังไม่ถูกทำลายหลังจากซุปเปอร์โนวา แกนกลางหนาแน่นสูงของอดีตดาวมวลสูงที่เหลืออยู่อาจจะเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ
4)สุดท้ายเมื่อดาวข้างเคียงแก่เฒ่ากลายเป็นยักษ์แดง จะยังรักษาเปลือกชั้นนอกๆ ไว้ได้ 5)ดาวข้างเคียงระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา 6)ถ้าดาวอยู่ใกล้กันและกันมากพอจนไม่ถูกดีดออกจากวงโคจรโดยคลื่นการระเบิดซุปเปอร์โนวา แกนกลางที่เหลืออยู่ก็จะยังคงโคจรรอบกันและกันและสุดท้ายก็ควบรวม สร้างคลื่นความโน้มถ่วงขึ้นมา
ดาวข้างเคียงของ SN 2013ge ก็ยังมีชะตากรรมที่จะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาด้วย ขณะนี้ คู่หูเดิมของมันน่าจะกลายสภาพเป็นวัตถุขนาดกะทัดรัด เช่น ดาวนิวตรอน หรือกระทั่งหลุมดำ และดาวข้างเคียงเองก็น่าจะเดินในเส้นทางนี้ด้วยเช่นกัน
ความใกล้ชิดของระบบคู่ต้นกำเนิดจะเป็นตัวกำหนดว่าพวกมันจะอยู่ด้วยกันไปตลอดหรือไม่ ถ้าระยะทางมากเกินไป ดาวข้างเคียงก็จะถูกผลักออกจากระบบไปเพ่นพล่านลำพังในทางช้างเผือก เป็นชะตากรรมที่น่าจะอธิบายซุปเปอร์โนวาที่ดูโดดเดี่ยวหลายแห่งได้
อย่างไรก็ตาม ถ้าดาวอยู่ใกล้กันมากพอก่อนอีกดวงจะเกิดซุปเปอร์โนวา พวกมันจะยังคงโคจรรอบกันและกันเป็นหลุมดำหรือดาวนิวตรอน ในกรณีนี้ พวกมันก็น่าจะหมุนวนเข้าหากันและกัน และควบรวม สร้างคลื่นความโน้มถ่วงออกมา
คลื่นความโน้มถ่วงจากวัตถุกะทัดรัดมวลสูงหมุนวนเข้าหากัน พลังงานการโคจรจะถูกเปลี่ยนเป็นคลื่นความโน้มถ่วง ทำให้วงโคจรหดสั้นลงจนกระทั่งทั้งสองชนและควบรวมกัน
นี่เป็นความคาดหวังที่น่าตื่นเต้นสำหรับนักดาราศาสตร์ เมื่อคลื่นความโน้มถ่วงเป็นแขนงวิชาหนึ่งของดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่เพิ่งเริ่มต้นศึกษากัน คลื่นความโน้มถ่วงเป็นคลื่นหรือระลอกในผืนกาลอวกาศ ซึ่งอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้ทำนายไว้เมื่อร้อยกว่าปีก่อน คลื่นความโน้มถ่วงถูกสำรวจพบเป็นครั้งแรกในปี 2015 โดย LIGO(Laser Interferometer Gravitational-wave Observatory)
ด้วยดาวข้างเคียงที่ยังอยู่รอดของ SN 2013ge เราน่าจะได้เห็นการเกริ่นนำสู่เหตุการณ์การสร้างคลื่นความโน้มถ่วง แม้ว่าเหตุการณ์เช่นนั้นน่าจะยังคงอีกสักหนึ่งพันล้านปีในอนาคต Fox กล่าว เขาและเพื่อนร่วมงานจะทำงานกับกล้องฮับเบิลเพื่อสร้างกลุ่มตัวอย่างดาวข้างเคียงที่อยู่รอดจากซุปเปอร์โนวาอื่นๆ ให้มากขึ้น เพื่อที่จะให้ SN 2013ge มีเพื่อนอื่นๆ
เป็นโอกาสอันดีงามนอกเหนือจากแค่การเข้าใจซุปเปอร์โนวาเอง เนื่องจากขณะนี้เราทราบว่าดาวมวลสูงเกือบทั้งหมดในเอกภพจะก่อตัวในระบบดาวคู่ การสำรวจดาวข้างเคียงที่เหลือรอดอยู่จึงเป็นเรื่องจำเป็นเพื่อช่วยให้เข้าใจรายละเอียดเบื้องหลังการก่อตัวระบบดาวคู่, การแลกเปลี่ยนวัสดุสาร และการพัฒนาแบบวิวัฒนาการร่วม เป็นช่วงเวลาที่น่าตื่นเต้นที่ได้ศึกษาดาวเหล่านี้ Fox กล่าว
การเข้าใจวัฎจักรชีวิตของดาวมวลสูงเป็นเรื่องที่พิเศษอย่างมากต่อเราเนื่องจากธาตุหนักทั้งหมดถูกหลอมขึ้นภายในแกนกลางของพวกมันและจากซุปเปอร์โนวาของพวกมัน ธาตุเหล่านั้นเป็นองค์ประกอบจำนวนมากในเอกภพ รวมทั้งชีวิตอย่างที่เรารู้จักด้วย Alex Filippenko ผู้เขียนร่วมจากมหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์ กล่าว ผลสรุปเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters
แหล่งข่าว hubblesite.org : Hubble reveals surviving companion star in aftermath of supernova
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
