สัญญาณที่มาตามสัญญา

 

     หนึ่งในการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในด้านดาราศาสตร์ในช่วงทศวรรษหลังๆ ก็คือการมีอยู่ของการปะทุคลื่นวิทยุเร็ว(fast radio burst; FRBs) ซึ่งเป็นการเปล่งพลังงานให้ตรวจจับได้ในช่วงคลื่นวิทยุยาวนานในระดับมิลลิวินาที

     ท่ามกลางเหตุการณ์เหล่านี้ที่มีชื่อเสียงที่สุดก็คือ FRB 121102 ซึ่งเป็นการปะทุคลื่นวิทยุเร็วเหตุการณ์แรกที่พบว่าเกิดซ้ำ คุณลักษณะอันแปลกประหลาดนี้ช่วยให้นักวิจัยได้ตามรอยมันกลับไปถึงกาแลคซีต้นกำเนิด และหาลำดับเหตุการณ์ต่างๆ นานาเพื่ออธิบาย และเมื่อไม่กี่เดือนก่อน Kaustubh Rajwade และทีมนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ได้รายงานหลักฐานที่บอกว่า FRB 121102 ประทุเป็นคาบเวลา ขณะนี้ รายงานฉบับใหม่ที่เผยแพร่ใน arXiv ได้เพิ่มการสำรวจที่ระบุการเกิดซ้ำเป็นคาบเวลาที่ชัดเจนมากขึ้น ทีมที่นำโดย Marilyn Cruce จากสถาบันมักซ์พลังค์เพื่อดาราศาสตร์วิทยุได้ตรวจจับการปะทุ 36 ครั้งจาก FRB 121102 โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเอฟเฟลสแบร์กขนาด 100 เมตร ระหว่างเดือนกันยายน 2017 ถึงมิถุนายน 2020 เมื่อรวมกับข้อมูลจากงานวิจัยของ Rajwade ทีมได้พบว่าระบบแห่งนี้ดูเหมือนจะมีวัฏจักรที่เกิดซ้ำทุกๆ 161± 5 วัน

วงกลมสีฟ้าระบุตำแหน่งของ FRB 121102 บนท้องฟ้า

      รายงานระบุเวลาระหว่าง 9 กรกฎาคมถึง 14 ธันวาคม 2020 ว่าจะเป็นช่วงที่แหล่งมีกิจกรรม แต่ Cruce และทีมของเธอก็ไม่ใช่ทีมเดียวที่ตรวจสอบ ทีมที่นำโดย Pei Wang จากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติจีน ใช้ FAST( Five-hundred-meter Aperture Spherical Radio Telescope) เพื่อจับตาดูตำแหน่งที่เกิด FRB 121102 ในหลายช่วงระหว่างเดือนมีนาคมถึงสิงหาคม 2020 ระหว่างช่วงกลางเดือนมีนาคมถึงปลายกรกฎาคม พวกเขาไม่พบการปะทุใดๆ เลย แต่เมื่อวันที่ 17 สิงหาคม FAST ได้พบการปะทุอย่างน้อย 12 ครั้งจาก FRB 121102 ซึ่งบอกว่าแหล่งนี้ตื่นขึ้นอีกครั้ง แม้ว่าทีมจะคำนวณช่วงคาบเวลาได้ค่าที่แตกต่างจากทั้งทีมของ Rajwade และ Cruce

     เราได้รวมการปะทุที่รวบรวมโดย Rajwade et al.(2020) และ Cruces et al.(2020) เข้ากับการตรวจจับครั้งใหม่ที่ได้จาก FAST ในปี 2019 และ 2020 และได้คาบใหม่ที่สอดคล้องดีที่สุดที่ 156.1 วัน พวกเขาเขียนไว้ในโพสต์ที่ The Astronomer’s Telegram ตามการคำนวณของทีม Wang ช่วงตื่นน่าจะจบที่ระหว่าง 31 สิงหาคมถึง 9 กันยายน 2020 และถ้า FRB 121102 ยังคงแสดงกิจกรรมเลยจากช่วงเวลาข้างต้นนี้ ก็น่าจะบอกว่า คาบเวลาอาจไม่มีอยู่จริง หรือมีการปรับเปลี่ยนไป แน่นอนว่าเป็นไปได้ที่ต้องทำการคำนวณคาบเวลาเสียใหม่ ซึ่งหมายความว่าเราน่าจะยังต้องจับตาดู FRB 121102 ต่อไป

การปะทุซ้ำของ FRB 121102 ทำให้สามารถตามรอยกลับไปที่กาแลคซีต้นสังกัดการปะทุ เป็นกาแลคซีแคระซึ่งอยู่ห่างออกไปราว 3 พันล้านปีแสง

     ทีม Rajwade เชื่อว่าแหล่งของ FRB นี้เป็นวัตถุขนาดกะทัดรัดชนิดหนึ่งที่มีสนามแม่เหล็กที่รุนแรงมาก อย่างเช่น ดาวนิวตรอนชนิดที่เรียกว่า มักนีตาร์(magnetar) ความจริงที่ว่าแหล่งเปล่ง FRBs นานราว 100 วันก่อนที่จะไม่มีอะไรออกมาเลยในอีกสองเดือนต่อไป ช่วยให้นักวิจัยได้แนวคิดว่ามักนีตาร์ดวงนี้กำลังโคจรรอบวัตถุอื่น วัตถุนี้อาจจะเป็นดาวนิวตรอนอีกดวง, เป็นหลุมดำ หรือดาวฤกษ์มวลสูง

     ในวงโคจร 161 วันบวกลบของมัน มักนีตาร์น่าจะใช้เวลาส่วนใหญ่ของคาบนี้ มีปฏิสัมพันธ์กับดาวข้างเคียงและสภาพแวดล้อมที่พวกมันอยู่ร่วมกัน ปฏิสัมพันธ์นี้อาจจะเป็นหนทางที่สร้าง FRBs ขึ้นมา ส่วนเวลาที่เหลือ มักนีตาร์น่าจะอยู่ไกลเกินไปจนปฏิสัมพันธ์ไม่อาจเกิดขึ้นได้ ลำดับเหตุการณ์เช่นนี้ดูน่าจะเป็นไปได้มากขึ้นเรื่อยๆ เมื่อมันไม่ใช่ FRB เพียงแห่งเดียวที่พบกับการเกิดวัฏจักร โดยมี FRB 180916 ก็มีคาบ 16 วัน

ภาพจากศิลปินแสดงแบบจำลองลักษณะการโคจรเมื่อต้นกำเนิด FRB(สีฟ้า) อยู่ในวงโคจรกับวัตถุข้างเคียง(สีชมพู) จากการศึกษา FRB 121102 ของ Rajwade 

      ยังคงมีเรื่องที่ยังไม่ทราบอีกมากเกี่ยวกับเหตุการณ์เหล่านี้โดยรวม และโดยเฉพาะอย่างยิ่ง FRB 121102 การเปล่งคลื่นวิทยุในช่วงเวลาเพียงเสี้ยววินาทีนั้นเทียบเท่ากับพลังงานทั้งหมดที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาตลอดสามวัน แต่การปะทุเหล่านี้ก็มีอะไรมากกว่าคลื่นวิทยุ การสำรวจในช่วงรังสีเอกซ์พร้อมๆ กับ FRB เหตุการณ์หนึ่งได้บอกว่าการปะทุอาจจะมีพลังงานเทียบเท่ากับที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาในช่วง 12 ปี

แหล่งข่าว iflscience.com : fast radio burst emissions confirm astronomer predictions and repeat right on schedule    
               sciencealert.com : a mysterious radio burst that keeps repeating just woke up, right on schedule