หลุมดำที่ซ่อนในกระจุกดาวนอกทางช้างเผือก

 

ภาพจากศิลปินแสดงหลุมดำในกระจุกดาว NGC 1850 กำลังรบกวนดาวข้างเคียงของมัน

     ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) นักดาราศาสตร์ได้พบหลุมดำขนาดเล็กแห่งหนึ่งนอกทางช้างเผือก โดยการตรวจสอบว่ามันส่งอิทธิพลต่อการเคลื่อนที่ของดาวดวงหนึ่งที่อยู่ใกล้ๆ อย่างไร นี่เป็นครั้งแรกที่วิธีการตรวจจับนี้ถูกใช้เพื่อเผยตัวตนของหลุมดำแห่งหนึ่งนอกกาแลคซีของเรา วิธีการนี้น่าจะเป็นกุญแจสู่การเปิดเผยหลุมดำที่ซ่อนอยู่ในทางช้างเผือกและกาแลคซีใกล้ๆ และเพื่อช่วยเปิดช่องว่าวัตถุปริศนาเหล่านี้ก่อตัวและพัฒนาตัวอย่างไร

     หลุมดำที่เพิ่งพบใหม่ใน NGC 1850 ซึ่งเป็นกระจุกของดาวนับพันดวงที่อยู่ห่างออกไปราว 160,000 ปีแสงในเมฆมาเจลลันใหญ่(Large Magellanic Cloud) ซึ่งเป็นกาแลคซีเพื่อนบ้านของทางช้างเผือก ก็คล้ายกับเชอร์ล๊อค โฮล์ม ตามรอยแกงค์อาชญกรรมจากรอยเท้า เราก็กำลังตรวจสอบดาวทุกดวงทีละดวงในกระจุกแห่งนี้ด้วยแว่นขยายเพื่อหาหลักฐานบางอย่างของการมีอยู่ของหลุมดำ โดยที่มองไม่เห็นโดยตรง Sara Saracino จากสถาบันวิจัยดาราศาสตร์ฟิสิกส์ แห่งมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล จอห์น มัวร์ ในสหราชอาณาจักร ผู้นำทีมวิจัยซึ่งจะเผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ผลสรุปที่แสดงนี้เป็นเพียงแต่หนึ่งในผู้ร้าย แต่เมื่อเราได้พบซักคน(แห่ง) คุณก็กำลังอยู่ในหนทางที่จะได้พบแห่งอื่นๆ ในกระจุกอื่นอีก

     ผู้ร้ายคนแรกที่ทีมตามรอยพบดูจะมีมวลราว 11 เท่ามวลดวงอาทิตย์(ขอบฟ้าสังเกตการณ์ของมันน่าจะมีความกว้างเพียง 65 กิโลเมตรเท่านั้น) ร่องรอยที่ทำให้นักดาราศาสตร์ตามไปถึงหลุมดำแห่งนี้ได้ก็คืออิทธิพลแรงโน้มถ่วงของมันที่มีต่อดาวฤกษ์ในช่วงปลายวิธีหลัก(main-sequence) มวล 5 เท่าดวงอาทิตย์ดวงหนึ่ง ที่กำลังโคจรใกล้หลุมดำมากโดยมีคาบเพียง 5 วันเท่านั้น ซึ่งใกล้มากจนนักวิจัยคิดว่าเมื่อดาวพองตัวออกเมื่อถึงจุดจบชีวิต วัสดุสารของดาวก็น่าจะถูกดึงเข้าสู่หลุมดำได้  

NGC 1850 ตามที่เห็นโดย VLT และกล้องฮับเบิล ล้อมรอบกระจุกเป็นเส้นใยสีแดงซึ่งเป็นก๊าซไฮโดรเจน น่าจะเป็นซากจากการระเบิดซุปเปอร์โนวา

     นักดาราศาสตร์เคยได้พบหลุมดำมวลดวงดาว(stellar-mass black holes) ขนาดเล็กเช่นนี้มาก่อนแล้วในกาแลคซีอื่น โดยการสังเกตการเรืองรังสีเอกซ์เมื่อหลุมดำกลืนกินวัสดุสาร, หรือจากคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดขึ้นเมื่อหลุมดำชนกันและกัน หรือชนกับดาวนิวตรอน

     อย่างไรก็ตาม หลุมดำมวลดวงดาวเกือบทั้งหมดไม่เผยตัวตนผ่านรังสีเอกซ์หรือคลื่นความโน้มถ่วง Stefan Dreizler สมาชิกทีมจากมหาวิทยาลัยเกิททิงเง่น ในเจอรมนี กล่าวว่า ส่วนใหญ่จะถูกเปิดโปงจากพลวัต เมื่อพวกมันก่อตัวในระบบคู่กับดาวฤกษ์ดวงหนึ่ง จะส่งผลต่อการเคลื่อนที่ของดาวเล็กๆ น้อยๆ แต่ก็ตรวจจับได้ ดังนั้นเราจึงสามารถค้นหาพวกมันได้โดยเครื่องมือที่ละเอียดอ่อน

     วิธีการพลวัตที่ใช้โดย Saracino และทีมนี้น่าจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้พบหลุมดำอื่นๆ อีกมากและช่วยไขปริศนา Mark Gieles ผู้เขียนร่วมการศึกษาจากมหาวิทยาลัยบาร์เซโลนา ในสเปน กล่าวว่า การตรวจจับทุกๆ ครั้งที่เราทำนั้นมีความสำคัญต่อความเข้าใจกระจุกดาวและหลุมดำภายในนั้น

     การตรวจจับในกระจุก NGC 1850 เป็นครั้งแรกที่พบหลุมดำในกระจุกดาวอายุน้อยแห่งหนึ่ง กระจุกซึ่งมีอายุเพียงราว 1 ร้อยล้านปี นักดาราศาสตร์บอกว่าไม่เคยพบหลุมดำในกระจุกที่มีอายุน้อยขนาดนี้ ด้วยการใช้วิธีการพลวัตในกระจุกดาวที่คล้ายๆ กันก็น่าจะพบหลุมดำอายุน้อยได้มากขึ้น และเปิดช่องทางใหม่สู่วิวัฒนาการของพวกมัน ด้วยการเปรียบเทียบหลุมดำเหล่านี้กับญาติที่มีขนาดใหญ่กว่า, อายุมากกว่าในกระจุกที่เก่าแก่กว่า นักดาราศาสตร์ก็น่าจะสามารถเข้าใจว่าวัตถุเหล่านี้เจริญอย่างไร จากการกลืนดาวหรือควบรวมกับหลุมดำแห่งอื่น ยิ่งกว่านั้น การตามรอยอัตราการเจริญของหลุมดำในกระจุกดาว จะพัฒนาความเข้าใจของเราเกี่ยวกับกำเนิดของแหล่งคลื่นความโน้มถ่วงได้

เมฆมาเจลลันใหญ่(Large Magellanic Cloud) จาก VISTA

     เพื่อทำการสำรวจ ทีมใช้ข้อมูลที่รวบรวมตลอดสองปีโดย MUSE(Multi Unit Spectroscopic Explorer) ที่ติดตั้งบน VLT ในทะเลทรายอะตาคามาของชิลี Sebastian Kamann ผู้เขียนร่วม ผู้เชี่ยวชาญ MUSE มายาวนานที่สถาบันวิจัยดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ของลิเวอร์พูล กล่าวว่า MUSE ช่วยให้เราได้สำรวจพื้นที่ที่แออัดอย่างมาก อย่างเช่นในพื้นที่ส่วนในสุดของกระจุกดาว โดยการวิเคราะห์แสงจากดาวฤกษ์แต่ละดวงที่อยู่ใกล้ๆ ผลสรุปโดยรวมก็คือข้อมูลของดาวนับพันดวงในคราวเดียว ทำได้เยอะกว่าเครื่องมืออื่นๆ อย่างน้อยสิบเท่า นี่ช่วยให้ทีมได้พบดาวประหลาดซึ่งมีการเคลื่อนที่ที่แปลกเป็นสัญญาณการมีอยู่ของหลุมดำ ข้อมูลจากก OGLE(Optical Gravitational Lensing Experiment) ของมหาวิทยาลัยวอร์ซอว์ และจากกล้องฮับเบิล ช่วยให้นักวิจัยได้ตรวจสอบมวลของหลุมดำและยืนยันการค้นพบ

     กล้องโทรทรรศน์ใหญ่สุดขั้ว(Extremely Large Telescope) ในชิลี ซึ่งจะเริ่มปฏิบัติการในอีกไม่นานนี้ จะช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้พบหลุมดำที่ซ่อนตัวอยู่มากขึ้นไปอีก ELT จะปฏิวัติแขนงนี้อย่างแน่นอน Saracino กล่าว มันจะช่วยให้เราได้สำรวจดาวที่ยิ่งสลัวลงไปอีกในพื้นที่สำรวจเดียวกัน นอกเหนือจากมองหาหลุมดำในกระจุกดาวทรงกลม(globular cluster) ซึ่งอยู่ไกลออกไปมากขึ้น

ตำแหน่งของกระจุกดาว NGC 1850 อยู่ในกลุ่มดาว Dorado 

     และทีมที่นำโดยนักวิจัยจากลิเวอร์พูลนี้ ยังได้พบหลุมดำชนิดที่พบได้ยากในกระจุกดาวแห่งหนึ่งในกาแลคซีเพื่อนบ้าน อันโดรเมดา ซึ่งอยู่ห่างออกไปเพียง 2.5 ล้านปีแสง โดยนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Renuka Pechetti ได้ใช้แบบจำลองมวลและจลนศาสตร์ความละเอียดสูงเพื่อนำเสนอการตรวจจับหลุมดำมวลปานกลาง(intermediate-mass black hole) แห่งหนึ่งที่มีมวลราว 1 แสนเท่าดวงอาทิตย์ ด้วยนัยสำคัญมากกว่า 3 ซิกมา งานวิจัยนี้โพสในเวบ arXiv และจะเผยแพร่ในสื่อของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันต่อไป

     หลุมดำเกือบทั้งหมดที่เราได้พบโดยใช้วิธีการต่างๆ มากมาย แบ่งเป็นช่วงมวลได้ 2 ช่วง คือ มวลดวงดาว ซึ่งอาจมีมวลสูงได้ราว 100 เท่าดวงอาทิตย์ และมวลมหาศาล(supermassive black holes) ซึ่งมีมวลขั้นต่ำที่ราวหนึ่งล้านเท่าดวงอาทิตย์หรืออาจใหญ่โตกว่านั้นได้ ส่วนช่วงมวลตรงกลางถูกจำแนกเป็น มวลปานกลาง ซึ่งการตรวจจับหลุมดำเหล่านี้พบได้ยาก จนถึงบัดนี้ จำนวนของ IMBH ที่พบก็ยังคงต่ำ นักวิทยาศาสตร์จึงอับจนปัญญาที่จะไขปริศนาว่าหลุมดำทั้งสองปลายช่วงมวล จะต่อยอดกันได้อย่างไร การพบหลุมดำในช่วงมวลปานกลางจึงน่าจะช่วยเราให้ประสานช่องว่าง

ชนิดของหลุมดำแบ่งตามมวล หลุมดำขนาดเล็กที่เรียกว่า หลุมดำมวลดวงดาว(stellar-mass black hole) เกิดจากดาวฤกษ์มวลสูงยุบตัวและระเบิด โดยปกติจะมีมวลไม่เกิน 100 เท่ามวลดวงอาทิตย์ และหลุมดำขนาดใหญ่ยักษ์ที่เรียกว่า หลุมดำมวลมหาศาล(supermassive black hole) ซึ่งมีมวลระดับหลายล้านจนถึงหลายพันล้านเท่าดวงอาทิตย์ พบได้ในใจกลางกาแลคซีขนาดใหญ่เกือบทุกแห่ง แล้วทั้งสองช่วงมวลไม่มีอะไรมาเชื่อมโยงหรือ 

      โดยเฉพาะอย่างยิ่ง หลุมดำแห่งใหม่ที่พบในกระจุกดาวทรงกลมของอันโดรเมดา ที่เรียกว่า B023-G078 ซึ่งเป็นกระจุกทรงกลมที่มีมวลสูงที่สุดในอันโดรเมดา, มีรูปร่างกลมโดยคร่าวๆ และมีมวลดาวอยู่รวมสูงถึง 6.2 ล้านเท่ามวลดวงอาทิตย์ จากแบบจำลองทางหนึ่งที่กระจุกเหล่านี้จะก่อตัวขึ้นได้ ก็คือเมื่อกาแลคซีกลืนกินกาแลคซีอีกแห่ง ซึ่งเป็นเรื่องปกติในวิวัฒนาการกาแลคซี ซึ่งทางช้างเผือกเองก็ผ่านกระบวนการนี้มาแล้วหลายครั้งเช่นเดียวกับอันโดรเมดา กระจุกทรงกลมน่าจะเป็นสิ่งที่เหลืออยู่ของแกนกลางกาแลคซีขนาดเล็กที่ถูกกาแลคซีขนาดใหญ่กลืนไป เช่นเดียวกับหลุมดำ นั้นเป็นสิ่งที่ทีมคิดว่าน่าจะเป็นเรื่องราวกำเนิดของ B023-G078 ด้วย

     พวกเขาศึกษาองค์ประกอบโลหะในกระจุก จากสัญญาณแสงที่ดาวเปล่งออกมาและตรวจสอบพบว่ามันมีอายุ 10.5 พันล้านปี โดยมีระดับความเป็นโลหะ(metallicity) ที่คล้ายกับแกนกลางที่ถูกเปลือยส่วนนอกออกที่พบในทางช้างเผือก จากนั้น พวกเขาก็ศึกษารูปแบบการเคลื่อนที่ของดาวรอบๆ ใจกลางกระจุกเพื่อพยายามคำนวณมวลของหลุมดำที่น่าจะมีอยู่ ซึ่งให้ผลมาที่ราว 91,000 เท่ามวลดวงอาทิตย์ เทียบเท่ากับราว 1.5% มวลของกระจุก

กาแลคซีอันโดรเมดา(Andromeda galaxy; M31) และภาพขยายแสดงกระจุกดาวทรงกลม B023-G078 ที่พบหลุมดำชนิดหาได้ยากแห่งใหม่

    นี่บอกว่ากาแลคซีต้นกำเนิดของ B023-G078 เป็นกาแลคซีแคระ(dwarf galaxy) ซึ่งมีมวลราว 1 พันล้านเท่าดวงอาทิตย์ เมื่อเทียบกับเมฆมาเจลลันใหญ่ซึ่งก็เป็นกาแลคซีแคระบริวารของทางช้างเผือก ซึ่งคำนวณมวลได้ที่ 1.88 แสนล้านเท่าดวงอาทิตย์ และอันโดรเมดา มีมวลถึงระดับ 1.5 ล้านล้านเท่าดวงอาทิตย์ ยังเป็นไปได้ที่จะมีคำอธิบายอื่น แต่ทีมบอกว่าไม่มีอันใดที่สอดคล้องกับข้อมูลได้ดีเหมือนกับหลุมดำมวลปานกลาง

     เราชอบที่อธิบายการมีอยู่ของ IMBH สักแห่งว่าเป็นตัวบ่งชี้อีกด้านว่า B023-G078 เป็นนิวเคลียส(กาแลคซี) ที่เปลือย เช่นเดียวกับลักษณะที่ดูกะทัดรัดจากองค์ประกอบมืด ข้อมูลความละเอียดสูงขึ้นน่าจะช่วยให้ระบุธรรมชาติของมวลมืดในใจกลางได้ และน่าจะเป็นเป้าหมายอันดับต้นสำหรับยุคของกล้องโทรทรรศน์ใหญ่สุดขั้ว พวกเขาเขียนไว้ในรายงาน

แหล่งข่าว eso.int : black hole found hiding in star cluster outside our galaxy
                sciencealert.com : a black hole was found outside our galaxy for the first time with an ingenious method  
                iflscience.com : small young black hole discovered hiding in the galaxy next door

คู่มือสำรวจดาวเคราะห์ "พฤหัสร้อน"

 

ภาพจากศิลปินแสดงดาวเคราะห์ชนิด "พฤหัสร้อน" เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่มีขนาดพอๆ กับดาวพฤหัสฯ ในระบบสุริยะของเรา แต่โคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของพวกมันด้วยวงโคจรที่สั้นกว่า ดาวพุธรอบดวงอาทิตย์ของเรา 

     พฤหัสร้อน(hot Jupiters) เป็นดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ที่วิ่งรอบดาวฤกษ์แม่ของพวกมันในวงโคจรที่แนบชิดอย่างมาก ก็ดูจะเป็นปริศนาน้อยลงต้องขอบคุณการศึกษาใหม่งานหนึ่งซึ่งรวมแบบจำลองทางทฤษฎีกับการสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

     ในขณะที่การศึกษาก่อนหน้านี้เกือบทั้งหมดมุ่งเป้าไปที่พิภพแต่ละแห่งที่ถูกจำแนกเป็น “พฤหัสร้อน” เนื่องจากความคล้ายคลึงอย่างมากกับดาวเคราะห์ก๊าซยักษ์ในระบบสุริยะของเราเอง แต่การศึกษาใหม่เป็นงานแรกที่มองประชากรพิภพกลุ่มนี้ในมุมที่กว้างขึ้น งานวิจัยเผยแพร่ใน Nature Astronomy นำโดยนักวิจัยจากมหาวิทยาลัยอริโซนา ได้ให้ “คู่มือสำรวจ” สู่พฤหัสร้อนในรายละเอียดแก่นักดาราศาสตร์ และยังให้แง่มุมสู่การก่อตัวดาวเคราะห์โดยรวมด้วย

     แม้ว่านักดาราศาสตร์จะคิดว่ามีดาวฤกษ์เพียง 1 ใน 10 ดวงที่มีดาวเคราะห์นอกระบบในกลุ่มพฤหัสร้อนอยู่ แต่ก็พบพิภพพิสดารชนิดนี้ในสัดส่วนพอสมควรในบรรดาดาวเคราะห์นอกระบบที่พบจนถึงบัดนี้ เนื่องจากความจริงที่ว่า พวกมันมีขนาดใหญ่กว่าและสว่างกว่าดาวเคราะห์นอกระบบชนิดอื่นๆ อย่างเช่น ดาวเคราะห์หินที่คล้ายโลก หรือดาวเคราะห์ก๊าซขนาดเล็กกว่าและเย็นกว่า ด้วยขนาดตั้งแต่ราวหนึ่งในสามของดาวพฤหัสฯ จนถึง 10 เท่ามวลพฤหัสฯ พฤหัสร้อนทั้งหมดโคจรรอบดาวฤกษ์แม่ของพวกมันในระยะที่ประชิดอย่างมาก โดยปกติจะใกล้กว่าวงโคจรดาวพุธรอบดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นดาวเคราะห์ที่อยู่วงในสุดของระบบสุริยะของเราด้วยซ้ำ หนึ่งปีของพฤหัสร้อน ปกติจะยาวนานเพียงหลักชั่วโมง หรืออย่างมากที่สุดก็ไม่กี่วัน เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ดาวพุธใช้เวลาเกือบ 3 เดือนเพื่อเดินทางรอบดวงอาทิตย์

     เนื่องจากวงโคจรที่ประชิด จึงคิดว่าพฤหัสร้อนเกือบทั้งหมด(แต่ไม่ทั้งหมด) ถูกล๊อคไว้ในการโอบกอดความเร็วสูงกับดาวฤกษ์แม่ โดยมีด้านหนึ่งที่หันเข้าอาบรังสีแรงกล้าจากดาวฤกษ์แม่ตลอดกาล และอีกด้านซึ่งปกคลุมด้วยความมืดมิดอันเป็นนิรันดร์ พื้นผิวพฤหัสร้อนทั่วไปอาจจะร้อนได้ถึงเกือบ 3000 องศาเซลเซียส ในขณะที่บางดวงที่ “เย็นกว่า” ก็ยังสูง 750 องศาเซลเซียส ร้อนมากพอที่จะหลอมอะลูมินัมได้

ด้วยวงโคจรที่ใกล้ชิดกับดาวฤกษ์แม่อย่างมาก ทำให้พฤหัสร้อนหลายดวงถูกล๊อคไว้ด้วยแรงโน้มถ่วง(tidal lock) ทำให้ซีกโลกด้านหนึ่งของดาวเคราะห์หันเข้าหาดาวฤกษ์ตลอดเวลา ในขณะที่อีกซีกก็หันหนีออกจากดาวฤกษ์ตลอดกาล จุดที่หันเข้าหาดาวฤกษ์โดยตรงจะกลายเป็นจุดร้อน(hot spot) ดังในภาพจากศิลปิน เมื่อดาวเคราะห์โคจรรอบดาวฤกษ์ ตำแหน่งของจุดร้อนก็จะเปลี่ยนแปลงไปเมื่อเทียบกับแนวสายตาจากโลก 

     งานวิจัยซึ่งนำโดย Megan Mansfield นักวิจัยนาซาที่หอสังเกตการณ์สจ๊วต มหาวิทยาลัยอริโซนา ใช้การสำรวจจากกล้องฮับเบิลเพื่อให้ทีมได้ตรวจสอบสเปคตรัมการเปล่งคลื่นจากพฤหัสร้อนได้โดยตรง แม้ความจริงแล้วฮับเบิลจะไม่สามารถถ่ายภาพดาวเคราะห์เหล่านี้ได้โดยตรงก็ตาม ระบบเหล่านี้ทั้งดาวฤกษ์แม่และพฤหัสร้อน อยู่ห่างไกลเกินกว่าจะเห็นดาวและดาวเคราะห์ของมันได้เป็นดวงๆ Mansfield กล่าว สิ่งที่เราเห็นทั้งหมดเป็นแค่จุดๆ หนึ่ง เป็นแหล่งแสงที่รวมจากทั้งสองส่วน

     Mansfield และทีมใช้วิธีการที่เรียกว่า คราสทุติยภูมิ(secondary eclipsing) เพื่อสกัดข้อมูลจากการสำรวจซึ่งช่วยให้ทีมได้เจาะลึกสู่ชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ และช่วยให้ได้แง่มุมสู่โครงสร้างและองค์ประกอบเคมีของพวกมัน เทคนิคนี้เกี่ยวข้องกับการสำรวจระบบแห่งเดิมซ้ำๆ จับดาวเคราะห์ในตำแหน่งต่างๆ ในวงโคจรของมัน ซึ่งรวมถึงเมื่อมันซ่อนอยู่เบื้องหลังดาวฤกษ์แม่ด้วย

     โดยปกติเราตรวจสอบแสงที่รวมจากดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ของมัน และเปรียบเทียบการตรวจสอบนั้นกับสิ่งที่เราได้เห็นเมื่อดาวเคราะห์ซ่อนอยู่หลังดาวฤกษ์ Mansfield กล่าว นี่ช่วยให้เราได้ลบแสงจากดาวฤกษ์ออก และแยกแสงที่เปล่งจากดาวเคราะห์ แม้ว่าเราจะมองไม่เห็นพวกมันโดยตรง

     ข้อมูลคราสนี้ช่วยให้นักวิจัยได้แง่มุมสู่โครงสร้างความร้อนในชั้นบรรยากาศพฤหัสร้อน และช่วยให้ทีมได้สร้างคุณสมบัติด้านอุณหภูมิและความดันของดาวเคราะห์แต่ละดวงได้ จากนั้น ทีมก็วิเคราะห์แสงช่วงอินฟราเรดใกล้ซึ่งเป็นช่วงความยาวคลื่นที่สายตามนุษย์มองไม่เห็น จากระบบที่มีพฤหัสร้อนเพื่อหาสิ่งที่เรียกว่า รายละเอียดการดูดกลืน(absorption features) เนื่องจากแต่ละโมเลกุลหรืออะตอม ก็มีคุณสมบัติการดูดกลืนแสงที่จำเพาะของมันเองเหมือนกับลายนิ้วมือ ด้วยการมองในช่วงความยาวคลื่นที่แตกต่างจะช่วยให้นักวิจัยได้ข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบเคมีของพฤหัสร้อน ยกตัวอย่างเช่น ถ้ามีน้ำในชั้นบรรยากาศดาวเคราะห์ มันจะดูดกลืนแสงที่ 1.4 ไมครอน ซึ่งจะอยู่ในช่วงที่ฮับเบิลมองเห็นได้ดี

ภาพกราฟฟิคแสดงการเกิดคราสปฐมภูมิ และคราสทุติยภูมิ 

     ด้วยวิธีนี้ เราใช้โมเลกุลเพื่อสแกนทั่วชั้นบรรยากาศของพฤหัสร้อนเหล่านั้น Mansfield กล่าว เราสามารถใช้สเปคตรัมที่สำรวจได้เพื่อให้ได้ข้อมูลว่ามีอะไรในชั้นบรรยากาศบ้าง และเรายังได้ข้อมูลว่าชั้นบรรยากาศมีสภาพอย่างไรด้วย

     ทีมยังก้าวไปอีกขั้นโดยการกรองข้อมูลจากการสำรวจและเปรียบเทียบมันกับแบบจำลองกระบวนการทางกายภาพที่เชื่อว่าเกิดขึ้นในชั้นบรรยากาศพฤหัสร้อน ข้อมูลทั้งสองส่วนสอดคล้องกันอย่างดีเยี่ยม ซึ่งยืนยันว่าการทำนายหลายๆ อย่างเกี่ยวกับธรรมชาติของดาวเคราะห์ อันมีพื้นฐานจากงานทางทฤษฎีนั้น ดูจะถูกต้อง Mansfield บอกว่า การค้นพบนี้น่าตื่นเต้นเนื่องจากมันบอกทุกอย่างนอกจากการการันตี

     ผลสรุปบอกว่าพฤหัสร้อนทั้งหมด ไม่เพียงแต่ 19 ดวงในการศึกษานี้ น่าจะมีชุดของโมเลกุลที่เหมือนกัน อย่างน้ำและคาร์บอนมอนอกไซด์ พร้อมทั้งโมเลกุลอื่นๆ ในปริมาณที่น้อยกว่า ความแตกต่างของพฤหัสร้อนแต่ละดวง น่าจะเป็นโมเลกุลต่างๆ เมื่อเปรียบเทียบแล้วมีปริมาณแตกต่างกัน การค้นพบยังเผยให้เห็นว่ารายละเอียดการดูดกลืนของน้ำที่สำรวจพบ แปรผันไปเล็กน้อยในพฤหัสร้อนแต่ละดวง

      เมื่อรวมๆ เข้าด้วยกันแล้ว ผลสรุปของเราบอกว่ามีโอกาสที่ดีที่เราจะมีภาพใหญ่ที่บอกได้ว่ากำลังเกิดอะไรขึ้นกับเคมีของดาวเคราะห์เหล่านี้ Mansfield กล่าว ในเวลาเดียวกัน ดาวเคราะห์แต่ละดวงก็มีองค์ประกอบเคมีของมันเอง และยังส่งผลต่อสิ่งที่เราได้เห็นในการสำรวจด้วย ผู้เขียนบอกว่าผลสรุปที่ได้ยังสามารถใช้เพื่อคาดการณ์ว่านักดาราศาสตร์อาจจะได้เห็นอะไรเมื่อตรวจสอบพฤหัสร้อนสักดวงที่ไม่เคยถูกศึกษามาก่อน    

ภาพจากศิลปินปี 2016 แสดงว่าพฤหัสร้อนที่มีอุณหภูมิและองค์ประกอบเคมีที่แตกต่างกัน น่าจะมีลักษณะปรากฏอย่างไร เมื่อนักบินอวกาศมองมันในช่วงกลางวัน

     การส่งกล้องโทรทรรศน์เรือธงงานใหม่ของนาซา คือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ ซึ่งมีกำหนดในวันที่ 18 ธันวาคม ทำให้นักล่าดาวเคราะห์นอกระบบตื่นเต้นเนื่องจากกล้องเวบบ์จะสำรวจในแสงอินฟราเรดที่กว้างกว่า และจะช่วยให้การตรวจสอบดาวเคราะห์นอกระบบซึ่งรวมถึงพฤหัสร้อน เกิดขึ้นในรายละเอียดที่สูงกว่าอย่างมาก

     ยังคงมีอะไรอีกมากที่เรายังคงไม่รู้เกี่ยวกับว่าดาวเคราะห์ก่อตัวขึ้นได้อย่างไรโดยรวม และวิธีหนึ่งที่เราพยายามที่จะเข้าใจว่าก่อตัวขึ้นได้อย่างไร ก็คือการตรวจสอบชั้นบรรยากาศของพฤหัสร้อนเหล่านี้ และระบุว่าพวกมันไปอยู่ที่ตำแหน่งปัจจุบันของพวกมันได้อย่างไร Mansfield กล่าว ด้วยข้อมูลจากกล้องฮับเบิล เราได้เห็นแนวโน้มโดยการศึกษาการดูดกลืนจากน้ำ แต่เมื่อเรากำลังพูดถึงองค์ประกอบในชั้นบรรยากาศโดยรวม ก็ยังมีโมเลกุลที่สำคัญอื่นๆ อีกที่คุณอยากจะตรวจสอบเช่น คาร์บอนมอนอกไซด์และคาร์บอนไดออกไซด์ กล้องเวบบ์จะให้โอกาสแก่เราให้ได้สำรวจสิ่งเหล่านั้นด้วยเช่นกัน

 

แหล่งข่าว spaceref.com : astronomers provide a field guide to exoplanets known as hot Jupiters  

เหมืองทองคำในอวกาศ

 

ธาตุในตารางธาตุมีกำเนิดที่แตกต่างกัน

     ธาตุเกือบทั้งหมดที่เบากว่าเหล็กถูกหลอมขึ้นในแกนกลางของดาวฤกษ์ ใจกลางที่ร้อนจนขาวของดาวโหมไฟขึ้นจากการหลอมโปรตอน บีบอัดพวกมันเข้าด้วยกันเพื่อสร้างเป็นธาตุที่หนักขึ้นไปเรื่อยๆ แต่เลยจากเหล็กไป นักวิทยาศาสตร์ต้องงงงันว่าแล้วจะสร้างทองคำ, ทองคำขาว, ยูเรเนียม และธาตุหนักที่เหลือในเอกภพได้อย่างไร ซึ่งการก่อตัวธาตุ(หนักกว่าเหล็ก) เหล่านี้ต้องการพลังงานมากกว่าที่ดาวจะสร้างขึ้นได้

     ในตอนแรกสุด หลังจากบิ๊กแบง(Big Bang) ก็ไม่ได้มีธาตุอยู่มากนัก เอกภพยังเป็นซุปของไฮโดรเจนและฮีเลียมเกือบทั้งหมด จนกระทั่งดาวฤกษ์ก่อตัวขึ้นและเริ่มชนนิวเคลียสอะตอมเข้าด้วยกันในแกนกลางของพวกมัน การหลอมนิวเคลียสหรือ nuclear fusion ในดาวนี้สร้างธาตุที่หนักขึ้นตั้งแต่คาร์บอนจนถึง เหล็ก(ในกรณีดาวมวลสูงมาก) ให้กับอวกาศ และส่งต่อสู่ห้วงอวกาศเมื่อดาวตายลง

     แต่เหล็ก เป็นตัวหยุดการหลอมในแกนกลาง ความร้อนและพลังงานที่ต้องใช้เพื่อสร้างเหล็กผ่านการหลอมเกินเลยจากพลังงานที่กระบวนการจะสร้างขึ้น เป็นสาเหตุให้อุณหภูมิแกนกลางลดลง ซึ่งจะเป็นผลให้ดาวตายในการระเบิดที่ตระการตาคือ ซุปเปอร์โนวา และก็เป็นการตายที่ตระการตานี้(และการระเบิดจากดาวนิวตรอนชนกัน) ที่จะหลอมธาตุหนักขึ้นไปอีก

การสังเคราะห์ธาตุในดาว(stellar nucleosynthesis) ภายในแกนกลาง อาศัยแรงดันและอุณหภูมิเพื่อหลอมนิวเคลียสธาตุเบาให้กลายเป็นธาตุที่หนักขึ้น ซึ่งจะสร้างพลังงานออกมา ในขณะเดียวกันก็จะอยู่ในสมดุลกับแรงโน้มถ่วงที่จะยุบเข้าไป การสังเคราะห์ธาตุในแกนกลางดาวฤกษ์มวลสูงจะไปหยุดที่เหล็ก

     ในการระเบิดซุปเปอร์โนวาหรือการชนกันของดาวนิวตรอน การระเบิดเหล่านั้นทรงพลังมากจนบังคับให้อะตอมชนกันเองได้ ยึดจับนิวตรอนจากกันและกัน นี่เป็นสิ่งที่เรียกว่า กระบวนการจับนิวตรอนแบบเร็ว(rapid neutron capture process; r-process) ซึ่งต้องเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วมาก จนไม่มีเวลาให้เกิดการสลายตัวของไอโซโทปกัมมันตรังสี ก่อนที่จะมีนิวตรอนเพิ่มเข้ามาในนิวเคลียส

     การศึกษาใหม่โดยนักวิจัยที่เอ็มไอทีและมหาวิทยาลัยนิวแฮมเชียร์ ได้พบว่าแหล่งของโลหะหนักที่ต้องสงสัยมานาน 2 แห่งนั้น แห่งหนึ่งเป็นขุมทองในสัดส่วนที่สูงกว่าอีกแห่ง การศึกษาซึ่งเผยแพร่ใน Astrophysical Journal Letters ได้รายงานว่าในช่วง 2.5 พันล้านปีหลังนี้ มีโลหะหนักที่ถูกสร้างในการควบรวมของดาวนิวตรอนคู่ มากกว่าในการควบรวมดาวนิวตรอน-หลุมดำ

     การศึกษานี้เป็นงานแรกที่เปรียบเทียบการควบรวม 2 ชนิดในแง่การสร้างโลหะหนักออกมา และบอกว่าระบบดาวนิวตรอนคู่น่าจะเป็นแหล่งของทองคำ, ทองคำขาว(platinum) และธาตุหนักอื่นๆ ที่เราเห็นในปัจจุบัน การค้นพบน่าจะช่วยนักวิทยาศาสตร์ให้ตรวจสอบอัตราที่โลหะหนักถูกสร้างทั่วเอกภพได้

     Hsin-Yu Chen นักวิจัยหลังปริญญาเอกที่สถาบันคัฟลี่เพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์และการวิจัยอวกาศ เอ็มไอที ผู้เขียนนำ กล่าวว่า สิ่งที่เราได้พบว่าน่าตื่นเต้นจากผลสรุปของเราก็คือด้ว่ยระดับความเชื่อมั่นพอสมควร เราบอกได้ว่าการควบรวมของดาวนิวตรอนคู่ น่าจะเป็นเหมืองทองได้มากกว่าการควบรวมดาวนิวตรอน-หลุมดำ ผู้เขียนร่วมของ Chen ก็คือ Salvatore Vitale ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่เอ็มไอที และ Francois Foucart จากมหาวิทยาลัยนิวแฮมเชียร์

ภาพกราฟฟิคแสดง r-process ซึ่งเกิดในสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยนิวตรอน เช่นเมื่อดาวนิวตรอนควบรวมกัน หรือซุปเปอร์โนวาของดาวมวลสูง  

     เมื่อดาวมีการหลอมนิวเคลียสขึ้นมา พวกมันต้องการพลังงานในการหลอมโปรตอน(ไฮโดรเจน) เพื่อสร้างธาตุที่หนักขึ้น ดาวมีประสิทธิภาพในการผลิตธาตุที่เบาตั้งแต่ไฮโดรเจนจนถึงเหล็ก อย่างไรก็ตาม การหลอมมากกว่า 26 โปรตอนที่มีในเหล็กกลับใช้พลังงานฟุ่มเฟือยอย่างยิ่ง Vitale กล่าวว่า ถ้าคุณต้องการจะข้ามเหล็กและสร้างธาตุที่หนักขึ้นอย่างทองคำและทองคำขาว คุณต้องหาทางอื่นที่จะรวมโปรตอนเข้าไว้ด้วยกัน

     นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าซุปเปอร์โนวาอาจจะเป็นคำตอบ เมื่อดาวฤกษ์มวลสูงยุบตัวและระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา เหล็กในแกนกลางก็น่าจะสามารถรวมกับธาตุเบากว่าในการแตกดับที่รุนแรงสุดขั้วนี้ เพื่อสร้างธาตุที่หนักมากขึ้นได้ อย่างไรก็ตาม ในปี 2017 ก็มีเหตุการณ์หนึ่งเกิดขึ้นเป็นการควบรวมของดาวนิวตรอนคู่หนึ่ง ซึ่งตรวจพบเป็นครั้งแรกโดย หอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วง LIGO และ Virgo ในสหรัฐฯ และอิตาลี ตามลำดับ เครื่องตรวจจับได้พบคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเป็นระลอกในกาลอวกาศ ที่มีกำเนิดห่างจากโลกออกไป 130 ล้านปีแสง จากการชนของดาวนิวตรอนซึ่งเป็นแกนกลางที่ยุบตัวลงของดาวมวลสูงประกอบด้วยนิวตรอนเกือบทั้งหมด 2 ดวง

     การควบรวมนี้ได้เปล่งแสงวาบออกมา ซึ่งมีร่องรอยสัญญาณของโลหะหนัก ปริมาณของทองคำที่สร้างในการควบรวมนี้เทียบเท่ากับหลายเท่ามวลโลก Chen กล่าว นี่เปลี่ยนภาพทั้งหมดโดยสิ้นเชิง คณิตศาสตร์ได้แสดงว่าระบบดาวนิวตรอนคู่มีประสิทธิภาพในการสร้างธาตุหนักสูงกว่าซุปเปอร์โนวา

ภาพจากศิลปินแสดงการควบรวมของดาวนิวตรอนสองดวง ได้สร้างสภาพแวดล้อมที่อุดมด้วยนิวตรอน นำไปสู่การสังเคราะห์ธาตุผ่าน r-process เช่น ทองคำ ทองคำขาว เป็นต้น 

     Chen และเพื่อนร่วมงานของเธอก็แปลกใจ แล้วถ้าเทียบระหว่างการควบรวมของดาวนิวตรอนคู่ กับการชนของดาวนิวตรอน-หลุมดำ ล่ะ นี่ก็เป็นการควบรวมอีกชนิดที่ LIGO และ Virgo ได้ตรวจพบ และน่าจะมีศักยภาพเป็นโรงงานผลิตโลหะหนักด้วย ภายใต้สภาวะที่แน่นอน นักวิทยาศาสตร์สงสัยว่าหลุมดำน่าจะรบกวนดาวนิวตรอนจนมันปะทุและพ่นโลหะหนักออกมา ก่อนที่หลุมดำจะกลืนกินดาวนิวตรอนเข้าไปทั้งหมด

     ทีมเริ่มตรวจสอบปริมาณของทองคำและโลหะหนักอื่นๆ ที่การควบรวมแต่ละชนิดน่าจะสร้างขึ้น ในการวิเคราะห์ พวกเขามุ่งเป้าไปที่การตรวจจับการควบรวมของดาวนิวตรอนคู่ 2 เหตุการณ์ กับดาวนิวตรอน-หลุมดำ อีก 2 เหตุการณ์ของ LIGO และ Virgo พวกเขายังตรวจสอบความต้านทานของดาวนิวตรอนแต่ละดวงที่จะถูกรบกวน ยิ่งดาวต้านทานได้ดีแค่ไหน ก็มีโอกาสน้อยลงที่มันจะปั่นธาตุหนัก พวกเขายังประเมินว่าการควบรวมแต่ละชนิดเกิดขึ้นได้บ่อยแค่ไหนเมื่อเทียบกับอีกชนิดหนึ่ง โดยมีพื้นฐานจากการสำรวจของ LIGO, Virgo และหอสังเกตการณ์อื่นๆ

     สุดท้าย ทีมใช้แบบจำลองเสมือนจริงหลายอันที่พัฒนาโดย Foucart เพื่อคำนวณปริมาณทองคำและโลหะหนักอื่นๆ โดยเฉลี่ย ที่การควบรวมแต่ละครั้งน่าจะสร้างขึ้น โดยให้มวล, การหมุนรอบตัว, ระดับการถูกรบกวน และอัตราการปรากฏของวัตถุผันค่าไป โดยเฉลี่ยแล้ว นักวิจัยพบว่าการควบรวมของดาวนิวตรอนคู่ น่าจะสร้างโลหะหนักได้ 2 ถึง 100 เท่าของดาวนิวตรอน-หลุมดำ

     การควบรวมทั้งสี่ที่ใช้ในการวิเคราะห์ประเมินว่าเกิดขึ้นภายในช่วง 2.5 พันล้านปีหลังนี้ ซึ่งพวกเขาสรุปว่าในช่วงเวลาดังกล่าว อย่างน้อยก็มีธาตุหนักที่ถูกสร้างโดยระบบดาวนิวตรอนคู่ มากกว่าจากการชนของดาวนิวตรอนกับหลุมดำ ตาชั่งอาจจะพลิกไปด้านการชนของดาวนิวตรอน-หลุมดำได้ ถ้าหลุมดำมีอัตราการหมุนรอบตัวที่สูงและมวลต่ำ อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เคยได้สำรวจพบหลุมดำลักษณะนี้ในการควบรวม 2 เหตุการณ์ที่พบเลย

สัญญาณแสงคู่ขนานกับเหตุการณ์คลื่นความโน้มถ่วง GW 170817 จะสังเกตเห็นแหล่งแสงในวันที่เกิดเหตุการณ์ เปลี่ยนสีไปในอีกไม่กี่วันต่อมา ซึ่งนักวิทยาศาสตร์พบสัญญาณสเปคตรัมของทองคำ, ทองคำขาว ถูกสร้างขึ้นจากการควบรวมนี้

    Chen และเพื่อนร่วมงานของเธอหวังว่าเมื่อ LIGO และ Virgo กลับมาทำการสำรวจในปีหน้า การตรวจจับที่มากขึ้นจะช่วยปรับปรุงการประเมินอัตราที่การควบรวมแต่ละชนิดสร้างธาตุหนักขึ้นมา อัตราเหล่านั้นก็อาจจะช่วยนักวิทยาศาสตร์ตรวจสอบอายุของกาแลคซีที่ห่างไกล โดยอ้างอิงจากปริมาณของธาตุหลากหลายที่มีอยู่ คุณสามารถใช้โลหะหนักในแบบเดียวกับที่ใช้คาร์บอนเพื่อวัดอายุฟอสซิล Vitale กล่าว เนื่องจากปรากฏการณ์ประหลาดทั้งหมดเหล่านั้นมีอัตราการผลิตและเส้นทางสร้างธาตุหนักที่แตกต่างกัน จะส่งผลต่ออายุของกาแลคซี ดังนั้นการศึกษาลักษณะนี้จะพัฒนาการวิเคราะห์เหล่านั้นได้

     งานวิจัยอีกชิ้น เผยถึงความน่าจะเป็นในการสร้างธาตุหนักว่าน่าจะก่อตัวในการหมุนวนที่วุ่นวายที่ล้อมรอบหลุมดำที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ เมื่อมันกลืนฝุ่นและก๊าซจากห้วงอวกาศรอบๆ

     ในดิสก์สะสมมวลสารเกิดขึ้นได้เมื่อดาวนิวตรอนสองดวงควบรวมกัน และมวลรวมของพวกมันเพียงพอที่จะทำให้วัตถุที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่กลายเป็นหลุมดำ ดาวที่ยุบตัวลงเองและเกิดระเบิด(collapsar) ก็เป็นอีกความเป็นไปได้หนึ่ง เมื่อแกนกลางของดาวมวลสูงมากยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงกลายเป็นหลุมดำมวลดวงดาว(stellar-mass black hole)

ภาพจากศิลปินแสดง Collapsar เป็นดาวฤกษ์มวลสูงมากที่ยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วง และระเบิด

     ในกรณีทั้งสอง คิดกันว่าหลุมดำทารกถูกล้อมไว้ด้วยวงแหวนวัสดุสารร้อนและหนาแน่นสูง ซึ่งหมุนวนไปรอบๆ หลุมดำและกลายเป็นอาหารของหลุมดำเหมือนกับน้ำที่ไหลลงท่อระบายน้ำทิ้ง ในสภาพแวดล้อมที่สุดขั้วเหล่านั้น อัตราการสร้างนิวตริโน(neutrino) ที่สูง น่าจะทำให้การเปลี่ยนโปรตอนเป็นนิวตรอนทำได้ง่ายขึ้น เป็นผลให้เกิดสภาพคล่องของนิวตรอน ซึ่งเป็นที่ต้องการในกระบวนการเพื่อสร้างธาตุหนักผ่าน r-process

    Oliver Just นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research ที่ดัมชตัดท์ ในเจอรมนี กล่าวว่า ในการศึกษาของเรา เป็นครั้งแรกที่เราสำรวจอัตราการเปลี่ยนนิวตรอนและโปรตอนในดิสก์จำนวนมากในแบบจำลองเสมือนจริงคอมพิวเตอร์ได้อย่างเป็นระบบ และเราก็พบว่าดิสก์นั้นอุดมด้วยนิวตรอนอย่างมากตราบเท่าที่สภาวะจำเพาะนี้เอื้ออำนวย

     Just และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ทำแบบจำลองเสมือนจริงชุดหนึ่งอย่างครบครันเพื่อตรวจสอบว่าเป็นจริงตามที่กล่าวข้างต้นหรือไม่ พวกเขาปรับแต่งทั้งมวลและการหมุนรอบตัวของหลุมดำ, มวลของวัสดุสารรอบๆ มัน และผลจากปัจจัยที่แตกต่างกันที่มีต่อนิวตริโน พวกเขาพบว่า เมื่อมีสภาวะที่เอื้อ การสังเคราะห์ธาตุใหม่ผ่าน r-process ก็เกิดขึ้นได้ในสภาพแวดล้อมเหล่านั้น ตัวตัดสินเกมก็คือมวลรวมของดิสก์ Just กล่าว

     ยิ่งดิสก์มีมวลสูงเท่าใด นิวตรอนก็ยิ่งก่อตัวขึ้นจากโปรตอนได้บ่อยขึ้นผ่านการจับอิเลคตรอนภายใต้การเปล่งนิวตริโน และมีนิวตรอนใช้เพื่อการสังเคราะห์ธาตุหนักผ่าน r-process ได้ Just กล่าว อย่างไรก็ตาม ถ้ามวลของดิสก์สูงเกินไป ปฏิกิริยาย้อนกลับก็จะแสดงบทบาทเพิ่มขึ้นจน มีนิวตริโนที่ถูกจับอีกครั้งโดยนิวตรอนมากขึ้น ก่อนที่มันจะทิ้งดิสก์ออกมา นิวตรอนเหล่านั้นก็จะถูกเปลี่ยนกลับเป็นโปรตอน ซึ่งหยุด r-process

ภาพจากศิลปินแสดงการจับนิวตรอนแบบเร็วที่เกิดขึ้นภายในดิสก์วัสดุสารรอบหลุมดำที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ ได้สร้างธาตุหนักขึ้นมารวมทั้งทองคำ, ยูเรเนียม

     จุดที่เหมาะสมที่จะผลิตธาตุหนักได้อย่างมีประสิทธิผลมากที่สุดก็คือ ดิสก์มีมวลระหว่าง 0.01 ถึง 0.1 เท่ามวลดวงอาทิตย์ ผลสรุปบอกว่าการควบรวมของดาวนิวตรอนสร้างดิสก์ที่มีมวลในช่วงดังกล่าวนี้ ก็อาจเป็นจุดเริ่มโรงงานผลิตธาตุหนัก อย่างไรก็ตาม เนื่องจากไม่ทราบแน่ชัดว่า ดิสก์รอบดาวที่ยุบตัวลงเกิดขึ้นได้หรือไม่ และพบได้บ่อยแค่ไหน จึงยังตัดสินกรณีนี้ไม่ได้ นักวิจัยกล่าว

    ขั้นตอนต่อไปก็จะเป็นการตรวจสอบว่าแสงที่เปล่งออกจากการควบรวมของดาวนิวตรอน จะสามารถใช้เพื่อคำนวณมวลของดิสก์สะสมมวลสารของมันได้อย่างไร Andreas Bauswein นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research กล่าวว่า ตอนนี้ข้อมูลเหล่านี้ยังไม่เพียงพอ แต่ด้วยเครื่องเร่งอนุภาครุ่นใหม่ อย่างเช่น FAIR(Facility for Antiproton and Ion Research) ซึ่งกำลังสร้างอยู่ ก็จะเป็นไปได้ที่จะตรวจสอบได้ด้วยความเที่ยงตรงอย่างไม่น่าเชื่อในอนาคต

     การสอดประสานกันเป็นอย่างดีระหว่างแบบจำลองทางทฤษฎี, การทดลอง และการสำรวจทางดาราศาสตร์ จะช่วยให้เราเหล่านักวิจัยในหลายปีที่จะมาถึง ได้ทดสอบการควบรวมของดาวนิวตรอนในฐานะกำเนิดของธาตุ r-process ได้ งานวิจัยเผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

 

แหล่งข่าว phys.org : neutron star collisions are “goldmine” of heavy elements, study finds
                sciencealert.com : black holes could be inadvertently making gold, astrophysicists say
                sciencedaily.com : where does gold come from? New insights into element synthesis in the universe