หินโรเซตตาสำหรับซุปเปอร์โนวา

 

     ซุปเปอร์โนวาใหม่เหตุการณ์หนึ่งที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลจับภาพไว้ได้ อาจจะทำหน้าที่เป็นตัวถอดรหัสสู่การระเบิดดาวอื่นๆ จากที่กล้องพบเหตุการณ์ดาวระเบิดทำลายตัวเองตั้งแต่ต้นๆ นักดาราศาสตร์บอกว่างานวิจัยนี้อาจจะช่วยก่อตั้งระบบเตือนซุปเปอร์โนวาจากดาวอื่นๆ ที่จะระเบิดได้

     นักวิทยาศาสตร์เรียกเหตุการณ์ SN 2020fqv นี้ว่าเป็น หินโรเซตตาสำหรับซุปเปอร์โนวา เมื่ออ้างถึงหินโรเซตตา(Rosetta Stone) ซึ่งเป็นข้อความเดียวกันที่เขียนด้วยสามภาษาที่แตกต่างกัน ช่วยให้นักประวัติศาสตร์สามารถอ่านอักษรภาพเฮียโรกลิฟ(Hieroglyphs) อิยิปต์ได้ในที่สุด หมายเหตุ หินสลักภาษากรีกโบราณซึ่งเป็นที่รู้จักดี และภาษาอิยิปต์อีก 2 แบบ หินโรเซตตาซึ่งมีอายุย้อนไปเมื่อ 2200 ปีก่อน ถูกพบโดยบังเอิญในปี 1799 โดยทหารในกองทัพของนโปเลียนที่เดินทางไปอิยิปต์ ซึ่งปัจจุบันหินอยู่ที่บริติชมิวเซียมในกรุงลอนดอน  

     Samaporn Tinyanont นักศึกษาดาราศาสตร์ที่สถาบันเทคโนโลจีแห่งคาลิฟอร์เนีย(Caltech) ผู้เขียนนำ กล่าวในแถลงการณ์นาซาว่า นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถระบุมวลซุปเปอร์โนวาได้จากวิธีการที่แตกต่างกัน 3 อย่าง และทั้งหมดก็สอดคล้องกัน  ขณะนี้เราสามารถเดินหน้าใช้วิธีการที่แตกต่างกันเหล่านี้และรวมพวกมัน เนื่องจากยังมีซุปเปอร์โนวาอื่นๆ อีกมากมายที่เราได้ค่ามวลจากวิธีการหนึ่ง แต่ไม่ได้จากวิธีการอื่น

     SN 2020fqv ถูกพบในกาแลคซีผีเสื้อ(Butterfly galaxies) ซึ่งเป็นกาแลคซีกังหันคู่หนึ่งที่กำลังมีปฏิสัมพันธ์กันอยู่ห่างออกไปราว 60 ล้านปีแสงในกลุ่มดาวหญิงสาว(Virgo) ซุปเปอร์โนวาถูกพบเป็นครั้งแรกในเดือนเมษายน 2020 โดย Zwicky Transient Facility ที่หอสังเกตการณ์พาโลมาร์ ในซานดีเอโก คาลิฟอร์เนีย โดยบังเอิญที่ซุปเปอร์โนวานี้ก็อยู่ในพื้นที่สำรวจของดาวเทียม TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) ซึ่งปฏิบัติการหลักเพื่อสำรวจหาดาวเคราะห์นอกระบบสุริยะที่อยู่ค่อนข้างใกล้ ไม่นาน กล้องฮับเบิลและหอสังเกตการณ์ภาคพื้นดินอื่นๆ ก็รวมพลังสำรวจกัน ซึ่งได้ให้ภาพดาวในช่วงแรกๆ สุดที่เกิดการทำลาย

     สายตาที่คมกริบของฮับเบิลช่วยให้กล้องได้ตรวจสอบวัสดุสารที่อยู่ใกล้กับดาวฤกษ์ที่เรียกว่า วัสดุสารล้อมรอบดาว
(circumstellar material) เพียงไม่กี่ชั่วโมงหลังจากเกิดการระเบิดขึ้นเท่านั้น เนื่องจากวัสดุสารเกาะอยู่กับดาวจนกระทั่งถูกเป่าออกมาในช่วงท้ายของชีวิต นักดาราศาสตร์บอกว่าการศึกษาสสารเหล่านี้ช่วยให้บอกได้ว่าเกิดอะไรขึ้นกับดาวฤกษ์ก่อนที่จะตายลง

Rosetta stone เป็นเรื่องราวเดียวกันที่เขียนโดยใช้สามภาษา คือ อักษรภาพเฮียโรกลิฟฟิค, ภาษาอียิปต์เดโมติด และภาษากรีกโบราณ

     เราไม่ค่อยมีโอกาสได้ตรวจสอบวัสดุสารล้อมรอบดาวที่อยู่ใกล้ชิดอย่างนี้เนื่องจากมันปรากฎอยู่เป็นเวลาสั้นมากๆ และเรามักจะไม่ได้เริ่มสำรวจซุปเปอร์โนวาจนกว่าจะผ่านไปหลายวันหลังจากการระเบิด Tinyanont กล่าว สำหรับซุปเปอร์โนวานี้ เราสามารถทำการสำรวจด้วยฮับเบิลได้เร็วมากๆ ครอบคลุมพื้นที่ที่อยู่ติดกับดาวที่ระเบิดเลย

     นอกจากนี้ ฮับเบิลยังมีคลังการสำรวจดาวดวงนี้ย้อนกลับไปได้ถึงช่วงทศวรรษ 1990 นักดาราศาสตร์ได้ตรวจสอบชุดภาพและเพิ่มการสำรวจระบบแห่งนี้ของ TESS ทุกๆ 30 นาทีในหลายวันก่อนการระเบิด ครอบคลุมมาถึงวันที่ระเบิด และอีกไม่กี่สัปดาห์หลังจากนั้นด้วย จากนั้นก็ใช้ฮับเบิลเริ่มสำรวจเพียงไม่กี่ชั่วโมงหลังจากที่นักดาราศาสตร์ได้ตรวจพบซุปเปอร์โนวานี้  

     นักวิทยาศาสตร์คำนวณมวลของดาวที่ระเบิด โดยใช้วิธีการที่แตกต่างกัน 3 วิธี คือ เปรียบเทียบการสำรวจกับแบบจำลองทฤษฎี, การใช้ข้อมูลตั้งแต่ภาพในคลังฮับเบิลปี 1997(ซึ่งได้ขจัดดาวมวลสูงออกจากแบบจำลอง) และการตรวจสอบปริมาณออกซิเจนในซุปเปอร์โนวาซึ่งเป็นตัวชี้ถึงมวล วิธีการทั้งสามให้ผลสรุปที่สอดคล้องกันคือ ดาวที่ระเบิดมีมวล 14 ถึง 15 เท่าดวงอาทิตย์ การตรวจสอบมวลดาวที่ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาได้อย่างเที่ยงตรงเป็นสิ่งจำเป็นอย่างมากในการเข้าใจว่าดาวมวลสูงมีชีวิตและตายลงอย่างไร

     ไม่กี่ปีก่อนที่ดาวจะระเบิด พวกเขาจะเริ่มมีกิจกรรมมากขึ้น เทียบกับหนึ่งในดาวที่ไม่เสถียรที่โด่งดังก็คือ บีเทลจุส(Betelgeuse) ซึ่งเป็นดาวซุปเปอร์ยักษ์แดงที่อยู่ในช่วงบั้นปลายชีวิต และมีพฤติกรรมประหลาดเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมานี้ ด้วยการผลักวัสดุสารจำนวนมากออกมา Ryan Foley ผู้เขียนร่วม นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยคาลิฟอร์เนีย ซานตาครูซ บอกว่าเขาไม่เชื่อว่าบีเทลจุสเองกำลังจะระเบิด แต่เขาคิดว่าเราควรจะจับตาดูกิจกรรมการปะทุมวลสารรุนแรงคล้ายๆ กันนี้ และบอกว่า SN 2020fqv จะช่วยในการทำฐานข้อมูลดาวที่ต้องเฝ้าระวัง

      มันอาจจะเป็นระบบเตือนภัย Foley กล่าวถึงพฤติกรรมการระเบิดที่ฮับเบิลและหอสังเกตการณ์อื่น ดังนั้นถ้าคุณเห็นดาวฤกษ์สักดวงที่เริ่มสั่นเทิ้ม เริ่มทำตัวแปลก บางทีเราน่าจะให้ความสนใจมากขึ้นและพยายามที่จะเข้าใจสิ่งที่กำลังเกิดขึ้นที่นั้นก่อนที่มันจะระเบิด เมื่อเราได้พบซุปเปอร์โนวาเหล่านี้มากขึ้นเรื่อยๆ ด้วยชุดข้อมูลที่ดีเลิศแบบนี้ เราก็จะสามารถเข้าใจได้ดีขึ้นถึงสิ่งที่กำลังเกิดขึ้นในช่วงไม่กี่ปีหลังในชีวิตดาวฤกษ์ รายงานงานวิจัยนี้เผยแพร่วันที่ 21 ตุลาคม ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

 

แหล่งข่าว space.com : Hubble telescope spots doomed star that is the “Rosetta stone” of supernovas
                hubblesite.org : Hubble gives unprecedented, early view of a doomed star’s destruction