6 ส.ค. เวลา 09:12 • วิทยาศาสตร์ & เทคโนโลยี

ซุปเปอร์โนวาของเคปเลอร์: ซุปเปอร์โนวาเอเลี่ยน

ในเดือนตุลาคม 1604 นักดาราศาสตร์และนักคณิตศาสตร์ โยฮันเนส เคปเลอร์ ได้พบ “ดาวดวงใหม่” บนท้องฟ้าและเริ่มติดตามมัน ตลอดช่วงหลายสัปดาห์ ดาวยังคงมองเห็นได้แม้ในยามกลางวันและสว่างกว่าดาวพฤหัสฯ ในยามค่ำคืนก่อนที่จะหายไป
เคปเลอร์และนักดาราศาสตร์คนอื่นๆ เชื่อว่าเหตุการณ์นี้เป็นการกำเนิดของดาวดวงใหม่ แต่ขณะนี้เราทราบแล้วว่าเขาได้เห็นการระเบิดซุปเปอร์โนวาชนิดหนึ่งเอ(Type Ia supernova) ซึ่งเป็นการตายลงของดาวแคระขาวดวงหนึ่งซึ่งมีดาวฤกษ์ข้างเคียงอยู่ ในทุกวันนี้ นักดาราศาสตร์จำแนกซุปเปอร์โนวานี้ตามคุณลักษณะของมัน และ SN 1604 ก็จัดอยู่ในกลุ่มที่เรียกว่าชนิดหนึ่งเอ ซึ่งโดยปกติจะพบในระบบดาวคู่(binary system) ซึ่งประกอบด้วยดาวแคระขาว กับดาวยักษ์แดง นาซาอธิบาย
แรงโน้มถ่วงจากดาวแคระขาวดึงวัสดุสารจากดาวข้างเคียงดวงใหญ่แต่หนาแน่นน้อยกว่าของมัน จนกระทั่งมันมีมวลถึงค่าวิกฤติที่ราว 1.4 เท่าดวงอาทิตย์ ที่จุดนี้ เป็นปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ลูกโซ่แบบกู่ไม่กลับเริ่มต้นขึ้น ซึ่งเป็นสาเหตุให้มีการปะทุพลังงานจำนวนมหาศาลออกมา ซึ่งรวมถึงแสง ที่เราได้เห็นเป็นการสว่างขึ้นอย่างฉับพลันของดาวที่โดยปกติจะมืดสลัว
บันทึการสำรวจของเคปเลอร์ แสดงดาวดวงใหม่ที่พบในปี 1604 image credit: NASA ภาพปก Kepler's supernova ในภาพรวมประกอบ
การระเบิดซุปเปอร์โนวาทั่วไป เมื่อแกนกลางดาวฤกษ์มวลสูงยุบตัวลงนั้น(หรือชนิด 2; Type II supernovae) จะเกิดขึ้นในทางช้างเผือกได้ทุกๆ 50 ปีโดยประมาณ ในขณะที่ซุปเปอร์โนวาหนึ่งเอเกิดขึ้นราวทุกๆ 500 ปี แต่นักวิจัยทีมใหม่คิดว่าพวกเขาได้จำแนกว่าที่ของสิ่งที่เรียกว่าหนึ่งเอเอเลี่ยน
คาดกันว่าทางช้างเผือกควบรวมกับกาแลคซีแห่งอื่นๆ ตลอดความเป็นมาของมัน มีขนาดที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ จากเหตุนี้ การควบรวมเหล่านั้นได้นำดาวฤกษ์ที่มีคุณสมบัติพลศาสตร์และจลนศาสตร์ที่แตกต่างจากประชากรดาวหลัก ทีมอธิบายในรายงาน อย่างไรก็ตาม ยังคงมีความคลาดเคลื่อนว่าซากซุปเปอร์โนวาใดที่เป็นผลจากกำเนิดจากการควบรวมกาแลคซี หรือพูดอีกอย่างก็คือ เมื่อดาวถูกนำเข้ามาในกาแลคซีของเราจากการควบรวม ก็เป็นไปได้ที่ประชากรดาวเหล่านั้นบางส่วนจะเจอกับแคระขาวและสร้างหนึ่งเอขึ้นมา
ซุปเปอร์โนวาของเคปเลอร์เป็นซุปเปอร์โนวาเหตุการณ์ล่าสุดในทางช้างเผือกที่เรายืนยันได้ และมันก็เป็นเป้าหมายที่ทีมเริ่มใช้วิเคราะห์ การจำลองความเป็นมาทางจลนศาสตร์ของซากซุปเปอร์โนวาแห่งนี้ และพยายามระบุคุณสมบัติของดาวฤกษ์ต้นกำเนิดซุปเปอร์โนวา ทีมได้พบว่าดาวนั้นแตกต่างอย่างมากกับสภาพแวดล้อมของมัน
คุณสมบัติทางพลศาสตร์และจลนศาสตร์ของดาวต้นกำเนิดเคปเลอร์ แตกต่างพอสมควรกับประชากรดาวในพื้นที่ โดยมีพลังงานรวม(E ) ที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับส่วนป่องใจกลางกาแลคซี(central bulge) และมีโมเมนตัมเชิงมุม(L z) ที่ต่ำกว่าเมื่อเทียบกับดิสก์กาแลคซี ทีมเขียนอธิบายไว้ ดาวต้นกำเนิดแสดงการเคลื่อนที่แนวสายตาและแนวตั้ง(radial and vertical motion) ที่สูงกว่า สอดคล้องกับดาวที่ถูกสะสมเข้ามาจากกาแลคซีบริวารที่ถูกรบกวน
ซุปเปอร์โนวาชนิดหนึ่งเอ เกิดในระบบดาวคู่ซึ่งมีดาวแคระขาวดวงหนึ่งดึงมวลสารจากดาวข้างเคียง จนมวลสูงถึงค่าวิกฤติ แล้วเกิดปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์แบบกู่ไม่กลับ ทำลายดาวแคระขาวไปจนหมด
ในขณะที่ความผิดปกติเหล่านี้บอกว่าดาวต้นกำเนิดซุปเปอร์โนวาของเคปเลอร์ ไม่น่าจะอยู่ในกลุ่มเดียวกับประชากรดาวท้องถิ่นของทางช้างเผือก แต่ก็ยังระบุโครงสร้างย่อยที่ถูกสะสมเข้ามาที่จำเพาะไม่ได้ เราเรียกซุปเปอร์โนวาหนึ่งเอที่มาจากดาวที่ถูกเก็บเกี่ยวเข้าสู่ทางช้างเผือกผ่านเหตุการณ์การควบรวมว่า ซุปเปอร์โนวาหนึ่งเอเอเลี่ยน(alien SN e Ia) เนื่องจากพวกมันเป็นผู้ลี้ภัยในอวกาศ
เมื่อพยายามทำแบบจำลองว่ามีซุปเปอร์โนวาจากผู้ลี้ภัยในอวกาศเหล่านี้มากแค่ไหนในทางช้างเผือก ทีมบอกว่าเราควรจะได้เห็นเหตุการณ์อย่างนี้ 0.9 ถึง 3.0 เหตุการณ์ต่อทุกๆ 6 หมื่นปี แม้จะดูเล็กน้อยแต่ก็มีสัดส่วนอย่างมีนัยสำคัญของซุปเปอร์โนวาหนึ่งเอในทางช้างเผือก ในลำดับเหตุการณ์ว่าซุปเปอร์โนวาของเคปเลอร์เป็นเอเลี่ยนนั้น ความเร็วสูงของดาวต้นกำเนิดที่ผิดปกติจากระนาบกาแลคซี และสัณฐานวิทยาที่ไม่สมมาตรของซาก ก็อธิบายได้ง่าย ทีมเขียนอธิบาย
ในขณะที่ยังคงต้องการงานวิจัยเพิ่มเติมเพื่อดูว่าการควบรวมของกาแลคซีสามารถนำไปสู่การระเบิดซุปเปอร์โนวาชนิดหนึ่งเอได้หรือไม่ แต่ทีมก็บอกว่าถ้ามันเกิดขึ้นจริง ก็น่าจะมีอยู่และบางทีอาจจะตรวจจับได้ในระบบกาแลคซีแห่งอื่นๆ รายงานนี้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal
แหล่งข่าว iflscience.com - “cosmic immigrants”: daytime star seen in 1604 may be an “alien type Ia supernova”
โฆษณา