ซุปเปอร์โนวาที่อาจให้กำเนิดหลุมดำ
สิ่งที่เราได้รู้เกี่ยวกับการเกิดของหลุมดำนั้นจำกัดอยู่กับแค่ตัวตนของหลุมดำเอง ก็คือ มืด, เป็นปริศนาและเงียบกริบ ไม่ว่าจะมีมวลและอิทธิพลมากแค่ไหน เช่น หลุมดำมวลดวงดาว(stellar-mass black hole) ก่อตัวขึ้นจากการยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของดาวมวลสูงระดับหลายสิบเท่าดวงอาทิตย์ ซึ่งไม่เหมือนกับดาวที่มีมวลต่ำลงมาเล็กน้อย เมื่อการสร้างหลุมดำจะไม่สร้างการระเบิดซุปเปอร์โนวาสว่างออกมา
หรืออย่างน้อย ก็เป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์เคยคิดว่าทราบก่อนหน้านี้ เนื่องจากไม่มีใครเคยสำรวจพบการยุบตัวของดาวมวลสูงที่นำไปสู่ซุปเปอร์โนวาและก่อตัวหลุมดำขึ้นมา แต่ทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเกียวโตรายงานการสำรวจ SN 2022esa อยู่ในกาแลคซี 2MFGC 13525 ซึ่งอยู่ไกลออกไปราว 320 ล้านปีแสงจากโลก
ทีมเกียวโตสงสัยว่าดาวมวลสูงทั้งหมดอย่างพวกที่มีมวลอย่างน้อย 30 เท่าดวงอาทิตย์ จะตายลงอย่างเงียบเชียบโดยไม่มีซุปเปอร์โนวา หรือในบางกรณีอาจมีซุปเปอร์โนวาชนิดพิเศษที่สว่างและทรงพลัง กันแน่ จากนั้น ทีมก็ได้พบว่าซุปเปอร์โนวา type Ic-CSM(circumstellar medium) ดูเหมือนจะเป็นการระเบิดของดาวโวล์ฟราเยท์(Wolf-Rayet star) ซึ่งมีมวลสูงมากและสว่างร้อนแรงมากจนนักดาราศาสตร์เชื่อว่าจะเป็นต้นกำเนิดในการก่อตัวหลุมดำได้
เพื่อสำรวจธรรมชาติของซุปเปอร์โนวาชนิดประหลาดนี้ ทีมวิจัยได้ใช้ทั้งกล้องโทรทรรศน์เซย์เมย์ในโอคายามา และกล้องโทรทรรศน์ซูบารุในฮาวาย การค้นพบเผยแพร่ในวารสาร Publication of the Astronomical Society of Japan ทีมสามารถสำรวจและจำแนก SN 2022esa ว่าเป็น Ic-CSM ซึ่งได้แสดงว่าการกำเนิดหลุมดำไม่จำเป็นต้องเงียบงันเนื่องจากเหตุการณ์นี้สำรวจพบสัญญาณคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าได้ พิสูจน์ว่าอย่างน้อยดาวมวลสูงบางดวงก็ประกาศการแปรสภาพไปเป็นหลุมดำอย่างโจ่งแจ้งเจิดจ้า
ภาพซุปเปอร์โนวา SN 2022esa(ระบุเป็นกากบาท) ในกาแลคซี 2MFGC 13525 ในกลุ่มดาวหมีใหญ่(Ursa Major) ซึ่งถ่ายโดยกล้องซูบารุวันที่ 13 มิถุนายน 2023 ในสถานะช่วงปลายนี้(ประมาณหนึ่งปีหลังจากการค้นพบ) SN ก็สลัวกว่าความสว่างเริ่มต้นร้อยกว่าเท่า การจำแนกสเปคตรัม Sne Ic-CSM เกิดขึ้นในช่วงปลายนี้
ทีมยังพบสิ่งอื่นด้วย กล่าวคือ กราฟแสงของซุปเปอร์โนวาได้แสดงคาบที่ชัดเจนและเสถียรราวๆ 1 เดือน ชักนำให้ทีมสรุปว่ามันเกิดขึ้นจากการปะทุเป็นคาบเวลาที่ชัดเจนของระบบหนึ่งครั้งต่อปี ก่อนที่จะระเบิด สภาพเป็นคาบเวลาที่เสถียรเกิดขึ้นได้เฉพาะในระบบคู่(binary)
ดังนั้น ระบบต้นกำเนิดจะเป็นโวล์ฟราเยท์ที่อยู่ในระบบคู่ด้วยดาวฤกษ์มวลสูงอีกดวง หรือแม้กระทั่งกับหลุมดำอีกแห่ง วัตถุข้างเคียงเหล่านี้น่าจะส่งอิทธิพลแรงโน้มถ่วงต่อกันและกัน เหนี่ยวนำให้เกิดการปะทุอย่างสม่ำเสมอก่อนระเบิดครั้งสุดท้าย ชะตากรรมของระบบคู่อย่างนี้ จะต้องกลายเป็นหลุมดำคู่
ชะตากรรมของดาวมวลสูง, การถือกำเนิดของหลุมดำ หรือแม้แต่หลุมดำคู่ เป็นคำถามที่สำคัญอย่างมากในทางดาราศาสตร์ Keiichi Maeda ผู้เขียนคนแรก กล่าว การศึกษาของเราได้ให้ทิศทางใหม่ในการเข้าใจความเป็นมาของวิวัฒนาการโดยรวมของดาวมวลสูงจนถึงการก่อตัวหลุมดำคู่
ระบบหลุมดำคู่มีความสำคัญเป็นพิเศษเนื่องจากพวกมันเป็นแหล่งของคลื่นความโน้มถ่วง(gravitational waves) ที่ตรวจจับได้โดยหอสังเกตการณ์อย่าง LIGO เมื่อหลุมดำสองแห่งค่อยๆ หมุนวนเข้าหากันและควบรวมกัน จะสร้างระลอกในผืนกาลอวกาศและคืบคลานไปทั่วเอกภพ การเข้าใจว่าระบบคู่ลักษณะนี้ก่อตัวได้อย่างไร จะช่วยเราให้แปลสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงและตามรอยเส้นทางวิวัฒนาการของวัตถุมวลสูงสุดในเอกภพได้
WR 124 ดาวโวล์ฟราเยท์เป็นดาวมวลสูงมากที่อยู่ในช่วงบั้นปลายชีวิต ซึ่งจะมีการปะทุมวลอย่างรุนแรง และสว่างร้อนแรงมาก
การศึกษายังแสดงถึงประโยชน์ในการใช้กล้องโทรทรรศน์ที่แตกต่างกัน 2 ตัวที่มีคุณสมบัติในการสำรวจที่แตกต่างกัน ในกรณีนี้ กล้องเซย์เมย์มีความยืดหยุ่นและและการตอบสนองที่ไว ในขณะที่กล้องซูบารุให้ความละเอียดที่สูง ด้วยผลลัพธ์เช่นนี้ กล้องก็น่าจะจับมือกันไปได้อีกหลายปี เราคาดว่าจะมีการค้นพบที่น่าสนใจอีกมากเกี่ยวกับธรรมชาติของเหตุการณ์ชั่วคราว(transients) ทางดาราศาสตร์และการระเบิดอย่างซุปเปอร์โนวา Maeda กล่าว งานวิจัยของทีมเผยแพร่ใน Physical Review Letters
แหล่งข่าว phys.org : massive supernova from Wolf-Rayet star could be precursor to black hole binary
space.com : massive supernova explosion may have created a binary black hole
universetoday.com : a supernova that shouldn’t exist
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2026 Blockdit
