การระเบิดของดาว: ไมโครโนวา

ภาพจากศิลปินแสดงระบบดาวคู่ที่เกิดไมโครโนวาขึ้น ดิสก์สีฟ้าหมุนวนไปรอบๆ ดาวแคระขาวที่ใจกลางภาพ ประกอบขึ้นด้วยวัสดุสารซึ่งเป็นไฮโดรเจนเกือบทั้งหมดที่ขโมยออกจากดาวข้างเคียงของมัน ดาวแคระขาวใช้สนามแม่เหล็กที่รุนแรงของมันไขดึงไฮโดรเจนเข้าสู่ขั้วแม่เหล็กจากใจกลางดิสก์ เมื่อวัสดุสารตกลงบนพื้นผิวที่ร้อนจัดของดาวแคระขาวจะเกิดการระเบิดไมโครโนวา

  

    ทีมนักดาราศาสตร์ด้วยความช่วยเหลือจากกล้องโทรทรรศน์ใหญ่มาก(VLT) ได้สำรวจพบการระเบิดของดาวชนิดใหม่ที่เรียกว่า ไมโครโนวา(micronova) การปะทุเหล่านั้นเกิดขึ้นบนพื้นผิวของดาวชนิดที่จำเพาะ และแต่ละครั้งสามารถเผาวัสดุสารดาวเทียบเท่ากับ 3.5 พันล้านเท่าปิรามิดใหญ่แห่งกีซา(Great Pyramid of Giza) ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมง

     เราได้พบและจำแนกสิ่งที่เรากำลังเรียกว่าเป็น ไมโครโนวา ได้เป็นครั้งแรก Simone Scaringi นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยเดอร์แรม สหราชอาณาจักร ซึ่งนำการศึกษาการระเบิดเหล่านี้เผยแพร่ใน Nature อธิบาย ปรากฏการณ์ประหลาดนี้ท้าทายความเข้าใจของเราว่าการระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์ในดาวเกิดขึ้นได้อย่างไร เราคิดว่าเรารู้ดี แต่การค้นพบนี้ได้นำเสนอวิธีใหม่เอี่ยมสู่ความเข้าใจ

     ไมโครโนวาเป็นเหตุการณ์การระเบิดที่ทรงพลังสุดขั้ว แต่ก็มีขนาดเล็กเมื่อเทียบกับระดับในทางดาราศาสตร์ พวกมันมีความรุนแรงน้อยกว่าการระเบิดดาวที่เรียกว่า โนวา(novae) ซึ่งนักดาราศาสตร์รู้จักมาหลายศตวรรษแล้ว การระเบิดทั้งสองชนิดเกิดขึ้นบนดาวแคระขาว(white dwarf) ซึ่งเป็นดาวที่ตายแล้วที่มีมวลพอๆ กับดวงอาทิตย์ แต่มีขนาดเล็กพอๆ กับโลก

     ดาวแคระขาวในระบบดาวคู่สามารถดึงมวลสาร(ซึ่งเป็นไฮโดรเจนเกือบทั้งหมด) จากดาวข้างเคียงของมันได้ถ้าอยู่ใกล้กันมากพอ เมื่อก๊าซนี้ตกลงบนพื้นผิวที่ร้อนจัดของดาวแคระขาว มันจะเหนี่ยวนำให้อะตอมไฮโดรเจนหลอมกลายเป็นฮีเลียมอย่างรุนแรง ในโนวาการระเบิดเทอร์โมนิวเคลียร์เหล่านั้นจะเกิดขึ้นทั่วพื้นผิวดาว Nathalie Degenaar ผู้เขียนร่วม นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม เนเธอร์แลนด์ส อธิบาย การระเบิดนิวเคลียร์เหล่านี้ทำให้ทั่วพื้นผิวดาวแคระขาวสว่างเจิดจ้านานหลายสัปดาห์

     ไมโครโนวาก็เป็นการระเบิดคล้ายๆ กันแต่มีขนาดเล็กกว่าและจบเร็วกว่า ในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น โดยจะเกิดขึ้นบนดาวแคระขาวที่มีสนามแม่เหล็กรุนแรง ซึ่งไขวัสดุสารเข้าสู่ขั้วแม่เหล็กของดาว Paul Groot นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยรัดบาวด์ เนเธอร์แลนด์ส ผู้เขียนร่วม กล่าวว่า เป็นครั้งแรกที่ขณะนี้เราได้เห็นการหลอมไฮโดรเจนก็เกิดขึ้นในระดับเฉพาะถิ่นด้วย เชื้อเพลิงไฮโดรเจนอาจถูกกักไว้ที่ฐานของขั้วแม่เหล็กบนดาวแคระขาวบางดวง ดังนั้นการหลอมฟิวชั่นจึงเกิดขึ้นเฉพาะที่ขั้วแม่เหล็กเหล่านี้

ภาพจากศิลปินแสดงระบบดาวคู่ ที่หนึ่งในนั้นเป็นดาวแคระขาว(ที่พื้นหน้า) และดาวข้างเคียง(ที่พื้นหลัง) ที่อาจเกิดไมโครโนวาขึ้น ดาวแคระขาวขโมยวัสดุสารจากดาวข้างเคียงของมัน ซึ่งจะหมุนวนลงสู่ขั้วแม่เหล็กของมัน เมื่อวัสดุสารตกลงบนพื้นผิวร้อนของดาวแคระขาว มันจะเหนี่ยวนำให้เกิดการระเบิดไมโครโนวาที่ฐานขั้วหนึ่งของดาวแคระขาว

     นี่ชักนำให้เกิดระเบิดฟิวชั่นลูกย่อมๆ ขึ้นซึ่งจะมีความแรงประมาณหนึ่งในหนึ่งล้านของการระเบิดโนวาปกติ จึงมีชื่อว่า ไมโครโนวา Groot กล่าวต่อ แม้ว่าไมโคร อาจจะบอกว่าเหตุการณ์เหล่านี้มีขนาดเล็ก แต่ก็อย่าเข้าใจผิด แค่การปะทุไมโครโนวาเหตุการณ์เดียว ก็เผาไหม้มวลขนาด 20 ล้านล้านล้านกิโลกรัม หรือประมาณ 3.5 พันล้านเท่าปิรามิดใหญ่แห่งกีซา

     ไมโครโนวาเหล่านี้ท้าทายความเข้าใจของนักดาราศาสตร์ที่มีต่อการระเบิดจากดาว และอาจจะพบได้มากกว่าที่เคยคิดไว้ Scaringi อธิบายว่า มันเหมือนจะบอกว่าเอกภพนั้นมีพลวัตมากแค่ไหน เหตุการณ์เหล่านี้จริงๆ แล้วอาจจะเกิดขึ้นได้ค่อนข้างทั่วไป แต่เนื่องจากพวกมันเกิดขึ้นเร็วมากๆ จึงยากที่จะจับได้คาหนังคาเขา

    ในตอนแรก ทีมมองไม่เห็นไมโครโนวาเหล่านี้เมื่อวิเคราะห์ข้อมูลจากดาวเทียม TESS(Transiting Exoplanet Survey Satellite) ของนาซา Denegaar กล่าวว่า เมื่อตรวจสอบข้อมูลทางดาราศาสตร์ที่รวบรวมได้โดย TESS เราก็พบบางสิ่งที่ไม่ปกติ เป็นการลุกจ้าสว่างในช่วงตาเห็นที่คงอยู่เพียงไม่กี่ชั่วโมงเท่านั้น เมื่อสืบสวนต่อไป เราก็พบสัญญาณคล้ายๆ กันอีกมากมาย ทีมสำรวจไมโครโนวา 3 เหตุการณ์ด้วย TESS สองเหตุการณ์มาจากดาวแคระขาวที่พบแล้ว แต่เหตุการณ์ที่สามต้องการการสำรวจจากเครื่องมือ X-shooter บน VLT เพื่อยืนยันสถานะความเป็นดาวแคระขาว

     ด้วยความช่วยเหลือจาก VLT เราได้พบว่าการลุกจ้าในช่วงตาเห็นทั้งหมดเหล่านี้ถูกสร้างโดยดาวแคระขาว Degenaar กล่าว การสำรวจเหล่านี้มีความจำเป็นอย่างยิ่งยวดในการแปลผลผลสรุปของเรา และเพื่อการค้นพบไมโครโนวา Scaringi กล่าวเสริม

     การค้นพบไมโครโนวาได้เพิ่มเข้าไปในหมวดหมู่ของการระเบิดดาว ขณะนี้ทีมต้องการจะจับเหตุการณ์เหล่านี้ให้ได้มากขึ้น ต้องการการสำรวจที่มีขนาดใหญ่และการตรวจสอบติดตามผลที่รวดเร็ว การตอบสนองอย่างรวดเร็วจากกล้องโทรทรรศน์อย่าง VLT หรือ กล้องโทรทรรศน์เทคโนโลจีใหม่ และชุดเครื่องมือที่มีอยู่ จะช่วยให้เราได้เผยรายละเอียดที่มากขึ้นว่าไมโครโนวาเหล่านี้เป็นอะไร Scaringi สรุป งานวิจัยเผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

แหล่งข่าว eso.org : astronomers discover micronovae, a new kind of stellar explosion
                space.com : pow! Scientists spot new “micronova” stellar explosion