“การระเบิดที่สมบูรณ์แบบ” ชมภาพ “กิโลโนวา” ทรงกลมสุดหายาก

เมื่อวันพุธ (15 ก.พ.) ที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ได้รายงานพบสิ่งที่เรียกว่าเป็น “การระเบิดที่สมบูรณ์แบบ (Perfect Explosion)” ซึ่งเป็นการระเบิดครั้งใหญ่ในอวกาศที่มีลักษณะเป็นทรงกลมขนาดมหึมาสวยงาม

การระเบิดดังกล่าวเรียกว่า “กิโลโนวา (Kilonova)” เกิดจากการรวมตัวกัน 2 ดวงขึ้นไปของ “ดาวนิวตรอน (Neutron Star)” หรือเศษซากดาวฤกษ์ที่มีความหนาแน่นสูง ซึ่งเป็นกระบวนการหนึ่งในวัฏจักรชีวิตดาวฤกษ์ก่อนที่จะยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ

 

สำหรับความแตกต่างระหว่างซูเปอร์โนวา (Supernova) ที่หลายคนคุ้นหูกันและกิโลโนวานั้น คือ การระเบิดของซูเปอร์โนวาจะเกิดขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวล 8 เท่าของมวลดวงอาทิตย์หรือดาวแคระขาวที่มีมวล 1.44 เท่าของดวงอาทิตย์เกิดการยุบตัวเอง ในขณะที่กิโลโนวาเกิดขึ้นเมื่อดาวนิวตรอน 2 ดวงในระบบดาวคู่ (Binary Star System) เกิดการชนกัน

เหตุการณ์กิโลโนวาที่สวยงามครั้งนี้เกิดขึ้นในกาแล็กซี NGC 4993 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 140-150 ล้านปีแสง เมื่อดาวนิวตรอน 2 ดวงซึ่งมีมวลรวมกันประมาณ 2.7 เท่าของดวงอาทิตย์โคจรรอบกันและกันเป็นเวลาหลายพันล้านปี ก่อนจะชนกันด้วยความเร็วสูงและระเบิด

ระเบิดแบบกิโลโนวาถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1974 และได้รับการยืนยันในปี 2013 แต่ไม่ค่อยเป็นที่รู้จักจนกระทั่งมีการตรวจพบอีกครั้งเมื่อปี 2017 ที่ผ่านมา และมีการศึกษาอย่างเข้มข้นนับแต่นั้นมา

อัลเบิร์ต สเนปเพน นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จากศูนย์คอสมิกดอว์นในเดนมาร์ก หัวหน่าทีมวิจัยผู้พบภาพการระเบิดกิโลโนวาครั้งนี้ กล่าวว่า “มันเป็นการระเบิดที่สมบูรณ์แบบในหลาย ๆ ด้าน มันสวยงาม ทั้งในแง่สุนทรียภาพ ความเรียบง่ายของรูปทรง และความสำคัญทางกายภาพของมัน”

เขาเสริมว่า “ในเชิงสุนทรียศาสตร์ สีสันที่กิโลโนวาเปล่งออกมานั้นดูคล้ายกับดวงอาทิตย์จริง ๆ ... ในทางกายภาพ การระเบิดทรงกลมนี้มีกระบวนการทางฟิสิกส์ที่ไม่ธรรมดาเป็นหัวใจสำคัญของการชนกันนี้”

ก่อนที่จะได้ภาพนี้มาจากกล้องโทรทรรศน์ Very Large ของหอสังเกตการณ์ในชิลี นักวิจัยคาดว่าการระเบิดอาจมีลักษณะออกมาเป็นจานแบน ๆ เหมือนแพนเค้กคอสมิกเรืองแสงขนาดมหึมา

ดารัก วัตสัน นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ศูนย์คอสมิกดอว์น หนึ่งในทีมวิจัย กล่าวว่า เงื่อนไขการเกิดกิโลโนวาทรงกลมสวยงามขนาดนี้อาจมีหลายปัจจัย “มันอาจเกิดจากความหนาแน่นที่มากกว่านิวเคลียสของอะตอม อุณหภูมิหลายพันล้านองศาฯ และสนามแม่เหล็กที่แรงพอที่จะทำให้รูปร่างของอะตอมบิดเบี้ยว รวมถึงอาจมีหลักการฟิสิกส์บางอย่างที่เรายังไม่เข้าใจ”

ทีมวิจัยอธิบายว่า กระบวนการเกิดกิโลโนวานั้น เกิดจากดาวนิวตรอน 2 ดวงเริ่มต้นวัฏจักรดาวฤกษ์ด้วยการเป็นดาวมวลมากในระบบดาวคู่ แต่ละก้อนระเบิดและพังทลายลงหลังจากเผาผลาญพลังงานในตัวจนหมด ทิ้งไว้เพียงแกนกลางขนาดเล็กและหนาแน่น 2 ดวง (ดาวนิวตรอน) ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20 กม. แต่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์

จากนั้นดาวนิวคตรอนทั้งสองดวงค่อย ๆ เคลื่อนเข้ามาใกล้กันมากขึ้น โคจรรอบกันและกันอย่างรวดเร็ว แต่ละดวงถูกยืดออกและดึงออกจากกันในวินาทีสุดท้ายก่อนการรวมตัวเนื่องจากพลังของสนามโน้มถ่วงของอีกฝ่าย

ชิ้นส่วนภายในของพวกมันชนกันด้วยความเร็วประมาณ 25% ของความเร็วแสง ทำให้เกิดการระเบิดและสนามแม่เหล็กที่รุนแรงมาก การระเบิดนี้ได้ปลดปล่อยความสว่างเจิดจ้าเทียบเท่ากับดวงอาทิตย์ประมาณหนึ่งพันล้านดวง เป็นเวลา 2-3 วัน

หลังจากนี้ดาวนิวตรอนทั้งสองที่รวมตัวกันจะก่อตัวเป็นดาวนิวตรอนมวลมากเพียงชั่วครู่ จากนั้นยุบตัวกลายเป็นหลุมดำ ซึ่งเป็นเทหวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงรุนแรงในระดับที่แสงไม่สามารถเล็ดลอดออกมาได้

 

เรียบเรียงจาก Reuters

ภาพจาก Reuters