Zeta Ophiuchi

 

ภาพรวมประกอบแสดง Zeta Ophiuchi ข้อมูลช่วงอินฟราเรดโดยสปิตเซอร์(สีเขียวและแดง) และข้อมูลช่วงรังสีเอกซ์โดยจันทรา(สีฟ้า)

     ดาวฤกษ์ Zeta Ophiuchi มีชีวิตที่น่าสนใจ มันเริ่มต้นชีวิตเป็นดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่ราว 20 เท่ามวลดวงอาทิตย์ มันใช้เวลาหลายวันหมุนไปรอบๆ ดาวข้างเคียงขนาดใหญ่อีกดวงโดยอยู่ห่างจากโลกออกไป 440 ปีแสง จนกระทั่งดาวข้างเคียงของมันระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาเมื่อประมาณ 1 ล้านปีก่อน การระเบิดได้ผลัก Zeta Ophiuchi จนวิ่งหลุดออกมาในห้วงอวกาศด้วยความเร็วประมาณ 160,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

     แน่นอนว่าซุปเปอร์โนวายังผลักเปลือกก๊าซชั้นนอกของดาวข้างเคียงทิ้งไปด้วย ดังนั้นแทนที่ดาวผู้โชคร้ายจะวิ่งผ่านอวกาศอันว่างเปล่า มันกลับวิ่งผ่านซากก๊าซ และก็เป็นโชคดีของนักดาราศาสตร์ที่ได้เห็นความซับซ้อน

      Zeta Ophiuchi มีชื่อเสียงโด่งดังจากภาพที่สวยงามตามที่เสนอไว้ เมื่อมันวิ่งผ่านก๊าซในห้วงอวกาศ ดาวจะสร้างคลื่นกระแทกที่ทำให้ก๊าซรอบๆ เรืองร้อนขึ้น ตั้งแต่ช่วงอินฟราเรดจนถึงรังสีเอกซ์ ฟิสิกส์ของคลื่นกระแทก(shock waves) เหล่านี้มีความซับซ้อนอย่างมาก มันถูกกำกับโดยสมการทางคณิตศาสตร์ชุดหนึ่งที่เรียกว่า magnetohydrodynamics ซึ่งอธิบายพฤติกรรมของก๊าซในสภาพของไหลและสนามแม่เหล็กรอบๆ แค่สมการนี้ก็แย่พอแล้ว แต่เมื่อมีการเคลื่อนที่ปั่นป่วนเช่น คลื่นกระแทก ทุกสิ่งก็แย่ลงไปอีก นั้นเป็นเหตุผลที่ Zeta Ophiuchi มีความสำคัญอย่างมาก เมื่อเราได้เห็นคลื่นกระแทกของมันอย่างชัดเจน ก็สามารถเปรียบเทียบการสำรวจกับแบบจำลองเสมือนจริงคอมพิวเตอร์ได้

      ในการศึกษาล่าสุดนี้ ทีมซึ่งนำโดย Samuel Green จากสถาบันเพื่อการศึกษาชั้นสูงแห่งดับลิน ไอร์แลนด์ ได้สร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์เพื่อจำลองคลื่นกระแทกใกล้ๆ Zeta Ophiuchi จากนั้น พวกเขาก็เปรียบเทียบแบบจำลองกับการสำรวจในช่วงอินฟราเรด, ช่วงตาเห็นและรังสีเอกซ์ เป้าหมายก็เพื่อตรวจสอบว่าแบบจำลองเสมือนจริงอันใดที่มีความสอดคล้องมากที่สุด เพื่อที่จะปรับแต่งแบบจำลองให้ละเอียดละออขึ้น

คลื่นกระแทกจำลองของ Zeta Ophiuchi เกิดจากดาวที่เคลื่อนที่เร็วชนกับก๊าซในห้วงอวกาศ สร้างคลื่นกระแทกรูปโบว์(bow shock)

     ในแบบจำลองทั้งสามของทีม สองอันได้ทำนายว่าพื้นที่ที่มีการเปล่งรังสีเอกซ์สว่างที่สุด น่าจะอยู่ที่ขอบของคลื่นกระแทกส่วนที่อยู่ใกล้กับดาวมากที่สุด และนั้นก็เป็นสิ่งที่เราสำรวจพบ แต่แบบจำลองทั้งสามก็ยังทำนายว่าการเปล่งรังสีเอกซ์น่าจะสลัวกว่าที่เราสำรวจพบ จึงไม่มีแบบจำลองอันใดที่เที่ยงตรงสมบูรณ์แบบ แต่แบบจำลองเหล่านี้ก็เป็นการเริ่มต้นที่ดี

     ความแตกต่างในความสว่างรังสีเอกซ์ น่าจะเกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่ที่ปั่นป่วนภายในคลื่นกระแทกเอง ทีมวางแผนจะรวมการเคลื่อนที่ปั่นป่วนเหล่านี้บางส่วนเข้าไปในแบบจำลองในอนาคต ซึ่งน่าจะสร้างแบบจำลองเสมือนจริงที่ถอดแบบคลื่นกระแทกในห้วงอวกาศได้ใกล้เคียงมากที่สุด

     Magnetohydrodynamics เป็นหัวใจหลักในกระบวนการทางดาราศาสตร์ฟิสิกส์หลายอย่าง ตั้งแต่ การลุกจ้าของดวงอาทิตย์(solar flares) จนการก่อตัวดาวเคราะห์ ไปจนถึงเครื่องยนต์หลุมดำทรงพลังของเควซาร์(quasars) ปฏิสัมพันธ์เหล่านี้เกือบทั้งหมดถูกซ่อนไว้โดยระยะทางที่ไกลหรือฝุ่น ดังนั้น จึงเป็นการดีที่ Zeta Ophiuchi ได้ให้มุมมองที่น่าตระหนกสู่ฟิสิกส์ที่ซับซ้อนนี้ รายงานเผยแพร่ในวารสาร Astronomy and Astrophysics

แหล่งข่าว phys.org - a fast-moving star is colliding with interstellar gas, creating a spectacular bow shock   
                scitechdaily.com - Zeta Ophiuchi : spectacular shock wave from rejected star hurtling through space at 100,000 miles per hour