ธงแดงเตือนซุปเปอร์โนวาจากดาวซุปเปอร์ยักษ์

 

ภาพจากศิลปินแสดงซุปเปอร์โนวาของดาวบีเทลจูส

      นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล จอห์น มัวร์ และมหาวิทยาลัยมองเปลิเยร์ ได้พัฒนาระบบเตือนภัยล่วงหน้า เพื่อเตือนเมื่อดาวฤกษ์มวลสูงดวงหนึ่งกำลังจะจบชีวิตในการระเบิดซุปเปอร์โนวา งานวิจัยนี้เผยแพร่ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society

      ในการศึกษาใหม่นี้ นักวิจัยได้ตรวจสอบว่าดาวฤกษ์มวลสูง(โดยทั่วไปคือ 8-20 เท่ามวลดวงอาทิตย์) ในสถานะสุดท้ายของชีวิตที่เรียกว่า สถานะซุปเปอร์ยักษ์แดง(red supergiant phase) จะสลัวลงอย่างฉับพลันราวหนึ่งร้อยเท่าในช่วงแสงที่ตาเห็นในช่วงไม่กี่เดือนสุดท้ายก่อนที่พวกมันจะตายลง การมืดลงนี้เกิดขึ้นจากการสะสมมวลสารรอบๆ ดาวอย่างฉับพลัน ซึ่งปิดกั้นแสงดาวไว้

     จนกระทั่งบัดนี้ ไม่เคยทราบเลยว่าดาวจะต้องใช้เวลานานแค่ไหนที่จะสะสมมวลสารนี้ ขณะนี้จึงเป็นครั้งแรกที่นักวิจัยได้จำลองว่าซุปเปอร์ยักษ์แดงน่าจะมีสภาพอย่างไรเมื่อพวกมันฝังตัวอยู่ภายใต้ “รังฝุ่น” ก่อนที่จะระเบิด ภาพในคลังจากกล้องโทรทรรศน์เก่าแก่ได้แสดงภาพดาวที่ได้ระเบิดหลังจากที่ถ่ายดาวประมาณ 1 ปี ดาวเหล่านั้นดูเป็นปกติในภาพ ซึ่งหมายความว่าพวกมันยังไม่ได้สร้างรังฝุ่นขึ้น นี่บอกว่ารังฝุ่นเกิดขึ้นในเวลาไม่ถึงหนึ่งปี ซึ่งจัดได้ว่าเร็วมากๆ

      Benjamin Davies จากมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล จอห์น มัวร์ และผู้เขียนหลักในรายงาน กล่าวว่า วัสดุสารที่หนาทึบแทบจะปิดบังดาวไว้ได้โดยสิ้นเชิง ทำให้มันสลัวลงในช่วงตาเห็นถึง 100 เท่า นี่หมายความว่า ก่อนการระเบิดไม่กี่วัน คุณก็น่าจะมองไม่เห็นว่ามันอยู่ที่นั้น จนตอนนี้ เราก็เพิ่งได้สำรวจซุปเปอร์โนวาไม่กี่ชั่วโมงหลังการระเบิดเกิดขึ้นในรายละเอียด ด้วยระบบเตือนล่วงหน้านี้ เราพร้อมที่จะสำรวจพวกมันในเวลาจริง หันกล้องโทรทรรศน์ที่ดีที่สุดบนโลกไปที่ดาวต้นกำเนิด และเฝ้าดูพวกมันค่อยๆ ฉีกออกต่อหน้าต่อตาพวกเรา

ดาวฤกษ์ซุปเปอร์ยักษ์แดง เป็นดาวที่มีสเปคตรัมชนิด K หรือ M โดยมีชั้นกำลังสว่าง(luminosity class) เป็นซุปเปอร์ยักษ์(Yerkes class I) ในแง่ปริมาตรแล้ว พวกมันเป็นดาวที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในเอกภพ อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่ใช่ดาวที่มีมวลสูงสุดหรือมีกำลังสว่างสูงสุด บีเทลจูส(Betelgeuse) และอันทาเรส(Antares) เป็นตัวอย่างซุปเปอร์ยักษ์แดงที่สว่างที่สุดและเป็นที่รู้จักมากที่สุด

     Davies และผู้เขียนร่วมได้จำลองกระบวนการสร้างรังฝุ่น 2 แบบ พวกเขาพบว่าแบบจำลองการปะทุ(outburst model) เมื่อรังฝุ่นก๊าซส่วนใหญ่มาจากการทิ้งมวลสารราว 0.1 เท่าดวงอาทิตย์ออกสู่อวกาศในเวลาไม่ถึงหนึ่งปี นั้นสอดคล้องกับกรณีที่ได้เห็น ส่วน แบบจำลองซุปเปอร์ลมดวงดาว(superwind model) ซึ่งการสูญเสียมวลเกิดขึ้นช้ากว่าร้อยเท่าและกินเวลานานหลายทศวรรษ

     ในกาแลคซีขนาดพอๆ กับทางช้างเผือก จะเกิดซุปเปอร์โนวาจากดาวซุปเปอร์ยักษ์แดงไม่ถึง 1 ครั้งต่อศตวรรษ อย่างไรก็ตาม ดาวเหล่านี้สว่างอย่างมากอย่างน้อยก็ระดับหมื่นเท่าของดวงอาทิตย์ การสำรวจกาแลคซีภายในระยะ 1 ร้อยล้านปีแสงก็น่าจะเก็บกลุ่มตัวอย่าง และนักดาราศาสตร์ก็แค่หมั่นมองหาสัญญาณของการมืดลงก่อนระเบิดเป็นประจำ

แหล่งข่าว phys.org – Red Alert: massive stars sound warning they are about to go supernova
                iflscience.com – supergiant stars wave red flags months before they go supernova