กล้องเวบบ์สำรวจดาวที่หายไปในปี 2009

 

การสำรวจดาวต้นกำเนิด N6946-BH1 จากกล้องฮับเบิลก่อน(ซ็าย) และหลัง(ขวา) จากดาวหายไป 

     ในปี 2009 ดาวฤกษ์ยักษ์ที่มีมวล 25 เท่าดวงอาทิตย์หายวับไป แน่นอนว่ามันไม่ได้หายไปเฉยๆ มันเคยผ่านช่วงเวลาที่สว่างขึ้น มีกำลังสว่างเพิ่มขึ้นถึง 1 ล้านเท่าดวงอาทิตย์ ราวกับว่ามันพร้อมที่จะระเบิดกลายเป็นซุปเปอร์โนวาแล้ว จากนั้นมันก็สลัวลงแทนที่จะระเบิด และเมื่อนักดาราศาสตร์พยายามหาดาวโดยใช้ LBT(Large Binocular Telescope), กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและสปิตเซอร์ ก็มองไม่เห็นอะไรเลย

     ขณะนี้คิดกันว่าดาวซึ่งเรียกกันในชื่อว่า N6946-BH1 เป็นซุปเปอร์โนวาที่ล้มเหลว(failed supernova) BH1 ในชื่อของมันก็เป็นเพราะความจริงที่ว่านักดาราศาสตร์คิดว่าดาวได้ยุบตัวกลายเป็นหลุมดำโดยตรง แทนที่จะเกิดซุปเปอร์โนวา สิ่งที่เรารู้แน่ๆ ก็คือ มันสว่างขึ้นเป็นช่วงเวลาหนึ่ง จากนั้นก็สลัวเกินกว่าที่กล้องของเราจะสำรวจมันได้ แต่ตอนนี้ได้เปลี่ยนไปแล้วต้องขอบคุณกล้องเวบบ์

     การศึกษาใหม่ซึ่งเผยแพร่บนเวบ arXiv วิเคราะห์ข้อมูลจากกล้องอินฟราเรดใกล้(NIRCam) และเครื่องมืออินฟราเรดกลาง(MIRI) ของเวบบ์ ได้แสดงแหล่งอินฟราเรดที่สว่างแห่งหนึ่ง ซึ่งดูเหมือนจะเป็นซากเปลือกฝุ่นที่ล้อมรอบตำแหน่งของดาวฤกษ์ต้นกำเนิด นี่อาจจะสอดคล้องกับแนวคิดว่าวัสดุสารถูกดาวผลักออกมาเมื่อมันสว่างขึ้นอย่างรวดเร็ว มันยังอาจจะเป็นแสงเรืองอินฟราเรดจากวัสดุสารที่กำลังตกลงสู่หลุมดำก็ได้ ซึ่งเป็นไปได้น้อยกว่า

ภาพแสดงว่าซุปเปอร์โนวาที่ล้มเหลวเหตุการณ์หนึ่งจะกลายเป็นหลุมดำได้อย่างไร

      ที่น่าประหลาดใจก็คือ ทีมยังพบวัตถุไม่ใช่แค่หนึ่งแต่ถึงสาม ซึ่งทำให้แบบจำลองซุปเปอร์โนวาเป็นไปได้น้อยลงไปอีก การสำรวจ N6946-BH1 ก่อนหน้านี้ พบการเกลี่ยรวมแหล่งทั้งสามเนื่องจากความละเอียดไม่สูงพอที่จะแยกแยะพวกมันออกจากกัน ดังนั้น แบบจำลองที่เป็นไปได้มากกว่าก็คือ สภาพที่ดาวสว่างขึ้นในปี 2009 เกิดขึ้นจากการควบรวมของดาว สิ่งที่ดูเหมือนจะเป็นดาวมวลสูงที่สว่างดวงหนึ่ง แท้จริงแล้วเป็นระบบดาวที่สว่างขึ้นเมื่อดาว 2 ดวงควบรวมกัน จากนั้นก็สลัวลง

     ในขณะที่ข้อมูลโน้มเอียงไปทางแบบจำลองการควบรวม แต่ก็ยังกำจัดแบบจำลองซุปเปอร์โนวาที่ล้มเหลวทิ้งไม่ได้ และนี่ก็ทำให้ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับซุปเปอร์โนวาและหลุมดำมวลดวงดาว(stellar mass black holes) ยิ่งซับซ้อนมากขึ้น เราทราบจากการควบรวมของหลุมดำที่สำรวจโดย LIGO และหอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงแห่งอื่นๆ ว่า หลุมดำมวลดวงดาวนั้นมีอยู่จริง และพบได้ค่อนข้างทั่วไป

     ดังนั้นแล้ว ดาวมวลสูงบางดวงก็กลายเป็นหลุมดำ แต่ว่าพวกมันจะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาก่อนหรือไม่ก็ยังคงเป็นคำถามอยู่ ซุปเปอร์โนวาปกติอาจมีมวลเศษซากมากพอที่จะกลายเป็นหลุมดำได้ แต่มันยากที่จะจินตนาการว่าหลุมดำมวลดวงดาวที่มีขนาดใหญ่ที่สุดจะสามารถก่อตัวขึ้นหลังจากเกิดซุปเปอร์โนวา ได้อย่างไร

ภาพ BH1 จากกล้องเวบบ์ที่แสดงแหล่งแสง 3 แห่ง

     N6946-BH1 อยู่ในกาแลคซีแห่งหนึ่งที่อยู่ห่างออกไป 22 ล้านปีแสง ดังนั้น ความจริงที่กล้องเวบบ์สามารถแยกแยะแหล่งแสงหลายแห่งออกจากกันได้จึงเป็นสิ่งที่น่าประทับใจ มันยังให้ความหวังแก่นักดาราศาสตร์ว่าจะสามารถสำรวจดาวลักษณะคล้ายๆ กันในเวลาจริงได้ เมื่อมีข้อมูลมากขึ้น เราก็น่าจะสามารถแยกแยะระหว่างแบบจำลองการควบรวมดาวและซุปเปอร์โนวาที่ล้มเหลวได้ ซึ่งจะช่วยให้เราเข้าใจสถานะสุดท้ายของดาวเมื่อพวกมันใกล้จะกลายเป็นหลุมดำมวลดวงดาว

แหล่งข่าว phys.org : astronomers watched a massive star disappear. JWST might have some answers
                sciencealert.com : in 2009, a massive star vanished. JWST might have figured out what happened.