20 ก.ค. 2022 เวลา 07:28 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี
ภาพชุดแรกจากกล้องเวบบ์: Southern Ring Nebula
Southern Ring Nebula จาก NIRCam(ซ้าย) และ MIRI(ขวา) บนกล้องเวบบ์
ดาวบางดวงก็ชอบเก็บของดีไว้ท้ายสุด ดาวดวงที่สลัวกว่าในใจกลางภาพเหล่านี้ได้ผลักวงแหวนก๊าซและฝุ่นออกมาในทุกทิศทางตลอดหลายพันปี และกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของนาซาก็เผยให้เห็นว่าดาวดวงนี้กำลังปกคลุมด้วยฝุ่นอย่างหนัก
กล้องสองตัวบนกล้องเวบบ์ได้จับภาพเนบิวลาดาวเคราะห์(planetary nebula) ล่าสุด แสดงวัตถุที่เรียกว่า NGC 3132 และรู้จักกันอย่างไม่เป็นทางการว่า เนบิวลาวงแหวนใต้(Southern Ring Nebula) มันอยู่ห่างออกไปราว 2500 ปีแสง กล้องเวบบ์ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ขุดเรื่องราวเกี่ยวกับเนบิวลาดาวเคราะห์ได้มากขึ้น ซึ่งเป็นเมฆก๊าซและฝุ่นที่ดาวที่กำลังจะตายผลักออกมา การเข้าใจว่ามีโมเลกุลชนิดใดอยู่บ้าง และพวกมันอยู่บริเวณไหนในเปลือกก๊าซและฝุ่นนี้ จะช่วยนักวิจัยได้ปรับปรุงองค์ความรู้เกี่ยวกับวัตถุเหล่านี้
การสำรวจแสดงว่าเนบิวลาวงแหวนใต้แทบจะหันหน้าพอดี(face-on) แต่ถ้าเราหมุนมันให้อยู่ในมุมหันข้าง(edge-on) ก็จะเห็นรูปร่างสามมิติได้ชัดเจนขึ้นเหมือนกับถ้วยสองใบที่หันก้นถ้วยมาชนกัน เปิดปากชามกว้างหันไปคนละด้าน ดาวทั้งสองซึ่งอยู่ในวงโคจรประชิดเป็นตัวสลักเสลาภูมิประเทศโดยรอบ ภาพจากเวบบ์ได้แสดงรายละเอียดใหม่ๆ ในระบบซับซ้อนแห่งนี้
ดาวสว่างที่ใจกลาง NGC 3132 ซึ่งเห็นได้ชัดในภาพอินฟราเรดใกล้นี้ มีบทบาทสำคัญในการสลักเสลาเนบิวลารอบๆ ดาวดวงที่สองซึ่งเห็นได้ด้านล่างซ้ายตามแสงแฉกของดาวสว่าง เป็นตัวการสร้างเนบิวลาดาวเคราะห์นี้ มันได้ผลักก๊าซและฝุ่นออกมาอย่างน้อย 8 รอบตลอดหลายพันปี แต่ดาวสว่างช่วยก่อกวนเปลี่ยนรูปร่างเนบิวลาดาวเคราะห์นี้ (ต่อ)
ดาวคู่ในวงโคจรประชิดทำให้ดาวที่สลัวกว่าพ่นวัสดุสารออกมาในทิศทางหนึ่งเมื่อพวกมันโคจรรอบกันและกัน เป็นผลให้เกิดวงแหวนเบี้ยวๆ เส้นเรืองสว่างหลายร้อยเส้นพุ่งทะลุวงแหวนออกมา แสงเหล่านี้มาจากดาวสว่างและหลั่งไหลไปตามรูในเนบิวลาเหมือนแสงอาทิตย์ที่เล็ดลอดไปตามช่องในก้อนเมฆ แต่ในพื้นที่ใจกลางซึ่งมีความหนาแน่นฝุ่นและก๊าซสูงกว่า(สีฟ้าเขียว) แสงจึงไม่สามารถผ่านทะลุได้
ไม่เพียงแต่ในภาพจะเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ มันยังแสดงวัตถุที่อยู่ในห้วงเอกภพที่ห่างไกลด้วย ส่วนสีแดงที่โปร่งของเนบิวลา และพื้นที่อื่นๆ รอบเนบิวลาก็เต็มไปด้วยกาแลคซีที่ไกลโพ้น เส้นขีดสีแดงด้านบนซ้ายเป็นกาแลคซีห่างไกลแห่งหนึ่งที่หันข้าง ยังมีกาแลคซีกังหันและอีกหลายรูปร่างหลายสีสันในภาพนี้
จะเห็นดาวฤกษ์และชั้นแสงของพวกมันได้ชัดเจนในภาพจาก NIRCam ของกล้องเวบบ์ด้านซ้าย ในขณะที่ภาพจาก MIRI อยู่ทางขวา ได้แสดงให้เห็นเป็นครั้งแรกว่ามีดาวดวงที่สองที่ถูกล้อมด้วยฝุ่น ดาวที่สว่างกว่าอยู่ในเส้นทางวิวัฒนาการที่ช้ากว่า และน่าจะผลักเนบิวลาดาวเคราะห์ของมันเองในอนาคต แต่ในตอนนี้ ดาวที่สว่างกว่าส่งอิทธิพลต่อลักษณะปรากฏของเนบิวลา เมื่อดาวคู่โคจรไปรอบกันและกัน พวกมันจะกวนก๊าซและฝุ่นให้ฟุ้ง เป็นสาเหตุให้เนบิวลามีรูปร่างที่ไม่สมมาตร
เปลือกแสงแต่ละชั้นแสดงช่วงเวลาที่ดาวที่สลัวกว่าได้สูญเสียมวลสารบางส่วนออกมา เปลือกก๊าซที่กว้างที่สุดซึ่งอยู่ส่วนนอกของภาพ จะถูกผลักออกมาก่อน เปลือกก๊าซที่อยู่ใกล้ดาวมากที่สุดเป็นการผลักมวลล่าสุด การตามรอยการผลักเปลือกเหล่านี้ช่วยให้นักวิจัยได้มองย้อนสู่ความเป็นมาของระบบแห่งนี้
การสำรวจจาก NIRCam ยังเผยให้เห็นลำแสงละเอียดยิบรอบๆ เนบิวลาดาวเคราะห์นี้ แสงจากดาวที่ใจกลางหลั่งไหลออกลอดตามรูในก๊าซและฝุ่น เหมือนกับแสงอาทิตย์ที่ลอดผ่านช่องในก้อนเมฆ
เป็นครั้งแรกที่ภาพจาก MIRI ของเวบบ์เผยให้เห็นดาวดวงที่สองที่ถูกฝุ่นคลุมไว้จนปรากฏเป็นสีแดงทางซ้ายมือ ในใจกลางเนบิวลาวงแหวนใต้นี้ มันเป็นดาวแคระขาว(white dwarf) หนาแน่นสูงและร้อนจัด เมื่อดาวฤกษ์แปรสภาพเข้าสู่สถานะแคระขาว ดาวจะผลักมวลออกมาเป็นช่วงๆ โดยเป็นเปลือกก๊าซดังที่เห็นในภาพ เมื่อผลักก๊าซออกมา มันจะหดตัวลงใจกลางร้อนขึ้น (ต่อ)
และจากนั้นก็ไม่เสถียรจนผลักวัสดุสารออกมาเพิ่มเติม พองตัวออก เป็นวัฏจักรซ้ำๆ เช่นนี้ แต่ในช่วงท้ายนี้ มันควรจะทิ้งเปลือกก๊าซชั้นสุดท้ายออกมา แต่เพราะเหตุใดดาวสีแดงจึงยังคงถูกฝุ่นคลุมไว้ หรือวัสดุสารนี้ถ่ายเทมาจากดาวข้างเคียง นักวิจัยจะเริ่มหาคำตอบในไม่ช้านี้
เนื่องจากเนบิวลาดาวเคราะห์จะปรากฏนานหลายหมื่นปี การสำรวจเนบิวลานี้จึงเหมือนการเฝ้าดูภาพยนตร์ในแบบสโลว์โมชั่นมาก เปลือกแต่ละชั้นที่ดาวผลักออกมาช่วยให้นักวิจัยสามารถตรวจสอบก๊าซและฝุ่นที่มีอยู่ที่นั้นได้อย่างแม่นยำ เมื่อดาวผลักเปลือกวัสดุสารออกมา จะมีฝุ่นและโมเลกุลก่อตัวขึ้นในเปลือกวัสดุสาร เปลี่ยนแปลงภูมิประเทศตลอดเมื่อดาวยังคงผลักวัสดุสารออกมา ฝุ่นนี้สุดท้ายจะเต็มทั่วพื้นที่รอบข้าง ขยายออกไปสู่สิ่งที่เรียกว่า ตัวกลางระหว่างดวงดาว(interstellar medium)
และเนื่องจากมันมีอายุยืนนานมาก ฝุ่นก็อาจจะเดินทางไปทั่วอวกาศหลายพันล้านปีและไปร่วมในการก่อตัวดาวฤกษ์หรือดาวเคราะห์ใหม่ ในอีกหลายพันปี เปลือกก๊าซและฝุ่นที่สวยงามเหล่านี้ก็จะสลายไป
แหล่งข่าว webbtelescope.org : NASA’s Webb captures dying star’s final “performance” in fine detail
หมายเหตุเพิ่มเติม
เนบิวลาดาวเคราะห์(planetary nebula) เป็นวัตถุที่สวยงามชนิดหนึ่งบนท้องฟ้า เป็นกลุ่มก๊าซที่เรืองสีสันสว่าง เกิดจากดาวฤกษ์ขนาดพอๆ กับดวงอาทิตย์ เมื่อถึงบั้นปลายชีวิต จะทิ้งเปลือกก๊าซชั้นนอกๆ ออกมา เหลือทิ้งไว้แค่แกนกลางที่ร้อนจัดซึ่งเรียกวัตถุนี้ว่า ดาวแคระขาว ซึ่งจะสาดรังสีอุลตราไวโอเลตใส่เปลือกก๊าซที่อยู่รอบๆ ทำให้เรืองสว่าง กลายเป็นเนบิวลาดาวเคราะห์
วัฎจักรของดวงอาทิตย์ ซึ่งคาดว่าสุดท้าย มันจะสร้างเนบิวลาดาวเคราะห์ และกลายเป็นดาวแคระขาว
เนบิวลาดาวเคราะห์บางส่วนมีลักษณะเป็นสองพู(lobes) ซึ่งเรียกว่า bipolar nebula นักวิทยาศาสตร์พยายามหาทางอธิบายโครงสร้างว่า อาจเกิดจากระบบดาวคู่ในใจกลาง ซึ่งดวงใดดวงหนึ่งในคู่ได้สร้างเนบิวลาดาวเคราะห์ขึ้น นี่จึงเป็นครั้งแรกที่มีข้อพิสูจน์ยืนยันคำอธิบายเนบิวลาสองขั้วจากดาวคู่ เช่นนี้
3
โฆษณา