ฮับเบิลสำรวจลูกไฟในห้วงอวกาศเวิ้งว้าง

 

ภาพแสดงหนึ่งในการระเบิดที่สว่างที่สุดในอวกาศที่เรียกว่า LFBOT มันสว่างอย่างรุนแรงในช่วงแสงสีฟ้า ซึ่งปรากฏเป็นก้อนสีขาวสว่างทางซ้ายของกลางภาพ ที่มีลำแสงสีฟ้าขาวและสีแดงลุกโชนออกมา ทางขวาของภาพเป็นกาแลคซีกังหันแห่งหนึ่ง ทางบนซ้ายเป็นกาแลคซีสีขาวอีกแห่งที่มีรูปร่างเหมือนซิการ์ LFBOT ดูจะไม่ได้เกี่ยวข้องกับกาแลคซีใดๆ เลย

     การปะทุแสงที่สว่างจ้ามากที่แสนประหลาดในเอกภพ ยิ่งดูประหลาดมากขึ้น ต้องขอบคุณสายตาอันคมกริบของกล้องฮับเบิล ปรากฏการณ์ประหลาดที่เรียกว่า LFBOT(Luminous Fast Blue Optical Transient) โผล่ขึ้นมาให้เห็นในที่ๆ ไม่น่าจะพบ อยู่ห่างไกลจากกาแลคซีใดๆ มีแต่เพียงกล้องฮับเบิลที่สามารถระบุตำแหน่งของมัน และผลที่ได้ก็ทำให้นักดาราศาสตร์ยิ่งงงงันมากกว่าเดิม ในตอนแรก นักดาราศาสตร์ไม่รู้เลยว่า LFBOT เป็นอะไร การสำรวจจากฮับเบิลบอกว่าพวกเขารู้น้อยกว่าที่คิด โดยกำจัดทฤษฎีที่เป็นไปได้จำนวนหนึ่งทิ้งไป

     LFBOTs เป็นเหตุการณ์ในช่วงตาเห็นที่สว่างที่สุดชนิดหนึ่งในเอกภพ โดยโผล่มาแบบไม่คาดคิดเหมือนกับแสงไฟจากแฟลชกล้อง นับตั้งแต่ที่ถูกพบครั้งแรกในปี 2018 ซึ่งเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นไกลออกไปราว 2 ร้อยล้านปีแสงซึ่งมีชื่อเล่นว่า The Cow(AT2018cow) ก็พบเพิ่มเติมอีกแค่จำนวนหนึ่ง โดยเฉลี่ยแล้วพบ LFBOTs ราวหนึ่งครั้งต่อปี

      หลังจากที่พบ LFBOT ล่าสุด มันก็ถูกสำรวจโดยกล้องโทรทรรศน์มากมายตลอดช่วงความยาวคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ตั้งแต่รังสีเอกซ์จนถึงคลื่นวิทยุ เหตุการณ์ที่เรียกว่า AT2023fhn(มีชื่อเล่นว่า Finch) แสดงคุณลักษณะทั้งหมดของ LFBOT กล่าวคือ มันสว่างอย่างรุนแรงในช่วงสีฟ้าและพัฒนาอย่างรวดเร็ว จนมีความสว่างสูงสุด และสลัวลงในเวลาเพียงไม่กี่วัน ซึ่งไม่เหมือนกับซุปเปอร์โนวาซึ่งใช้เวลาหลายสัปดาห์จนถึงหลายเดือนเพื่อสลัวลง

     แต่มันก็ไม่เหมือนกับ LFBOTs ใดๆ ที่เคยเห็นมา ฮับเบิลพบว่า เดอะฟินช์อยู่ระหว่างกาแลคซีสองแห่งที่อยู่ใกล้กัน คือ ราว 50,000 ปีแสงจากกาแลคซีกังหันขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง และราว 15,000 ปีแสงจากกาแลคซีขนาดเล็กกว่าอีกแห่ง

ภาพจากฮับเบิลแสดงกาแลคซีสามแห่งบนพื้นที่ดำม่วงเข้มของอวกาศ กาแลคซีขนาดใหญ่ที่สุดเป็นกังหันสีขาวฟ้าที่ใจกลางภาพ กาแลคซีขนาดเล็กกว่าอีกสองแห่งเป็นปื้นสีขาวทางซ้าย จุดสีขาวที่เป็นปริศนาโผล่ขึ้นใกล้ส่วนบนของภาพเป็นการเรืองสว่างเจิดจ้าจากวัตถุที่ไม่ทราบชนิดได้ระเบิด แต่ไม่ได้สังกัดอยู่กับกาแลคซีใดๆ เลย

      การสำรวจของฮับเบิลเป็นสิ่งที่จำเป็นอย่างยิ่งยวด ทำให้เราตระหนักว่ามันเป็นเหตุการณ์ที่ไม่ปกติเมื่อเทียบกับเหตุการณ์อื่นๆ ที่คล้ายกัน เนื่องจากถ้าไม่มีฮับเบิล เราก็ไม่น่าจะทราบความต่าง Ashley Chrimes ผู้เขียนนำรายงานการค้นพบใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society เธอยังเป็นนักวิจัยจากองค์กรอวกาศยุโรป เดิมอยู่ที่มหาวิทยาลัยรัดบาวด์ เนเธอร์แลนด์ส

      ในขณะที่สันนิษฐานว่าการระเบิดที่น่าสนเท่ห์เหล่านี้เป็นซุปเปอร์โนวาชนิดที่พบได้ยากที่เรียกว่า ซุปเปอร์โนวาแบบแกนกลางยุบตัว(core-collapse supernova) เมื่อดาวขนาดยักษ์ที่เป็นซุปเปอร์โนวา มีอายุที่สั้นเพียงไม่กี่ล้านปีเท่านั้น ดังนั้นแล้ว ดาวต้นกำเนิดมวลสูงก็ไม่น่าจะมีเวลามากพอที่จะเดินทางออกไปไกลจากแหล่งที่กำเนิดหรือกระจุกดาวที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ ก่อนที่จะระเบิด LFBOTs ทั้งหมดที่พบก่อนหน้านี้ถูกพบในแขนกังหันของกาแลคซีที่กำลังมีการก่อตัวดาวเกิดขึ้น แต่ฟินช์กลับไม่ได้อยู่ในกาแลคซีใดๆ เลย

      ยิ่งเราได้เรียนรู้เกี่ยวกับ LFBOTs มากเท่าใด พวกมันก็ยิ่งสร้างความประหลาดใจให้เรามากขึ้นเท่านั้น Chrimes กล่าว ขณะนี้ เราได้แสดงว่า LFBOTs สามารถเกิดขึ้นในระยะทางที่ไกลจากใจกลางกาแลคซีที่อยู่ใกล้ที่สุด และตำแหน่งของฟินช์ก็ไม่ใช่ที่ที่เราคาดว่าจะพบซุปเปอร์โนวาชนิดใดๆ เลย

     โครงการ ZTF ซึ่งเป็นกล้องภาคพื้นดินที่มีมุมกว้างมาก ซึ่งสำรวจทั่วฟ้าซีกเหนือทุกๆ สองวัน ในวันที่ 10 เมษายน 2023 เป็นอุปกรณ์แรกที่เตือนนักดาราศาสตร์ และเมื่อพบฟินช์แล้ว นักวิจัยก็เริ่มเดินโครงการเพื่อสำรวจติดตามผลตามที่ได้วางแผนไว้ก่อนแล้ว ก็หันไปที่ว่าที่ LFBOT ที่เกิดขึ้น การสำรวจสเปคตรัมโดยกล้องเจมิไนใต้ในชิลี ได้พบว่าฟินช์มีอุณหภูมิสูงถึง 20,000 องศาเซลเซียส เจมิไนยังช่วยระบุระยะทางได้เพื่อที่จะคำนวณกำลังสว่างของมันได้ เมื่อรวมกับข้อมูลจากหอสังเกตการณ์อื่นๆ รวมทั้งกล้องรังสีเอกซ์จันทรา และเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ VLA การค้นพบก็ยืนยันว่าการระเบิดนี้แท้จริงแล้วเป็น LFBOT

ภาพจากฮับเบิลแสดงกาแลคซีสามแห่งบนพื้นที่ดำม่วงเข้มของอวกาศ กาแลคซีขนาดใหญ่ที่สุดเป็นกังหันสีขาวฟ้าที่ใจกลางภาพ กาแลคซีขนาดเล็กกว่าอีกสองแห่งเป็นปื้นสีขาวทางซ้าย จุดสีขาวที่เป็นปริศนาโผล่ขึ้นใกล้ส่วนบนของภาพเป็นการเรืองสว่างเจิดจ้าจากวัตถุที่ไม่ทราบชนิดได้ระเบิด แต่ไม่ได้สังกัดอยู่กับกาแลคซีใดๆ เลย

      LFBOTs ยังอาจเป็นผลจากที่ดาวถูกหลุมดำมวลปานกลาง(intermediate-mass black hole; มีมวลระหว่าง 100 ถึง 100,000 เท่ามวลดวงอาทิตย์) ฉีกทึ้ง ด้วยความละเอียดที่สูงและความไวในช่วงอินฟราเรดจากกล้องเวบบ์ก็ใช้เพื่อค้นพบว่า ฟินช์ระเบิดอยู่ภายในกระจุกดาวทรงกลมแห่งหนึ่งที่กลด(halo) ส่วนนอกของหนึ่งในกาแลคซีใกล้ๆ สองแห่ง กระจุกดาวทรงกลมเป็นที่ที่น่าจะพบหลุมดำมวลปานกลางได้มากที่สุด

      ก็ยังมีความเป็นไปได้ที่มันจะเป็นผลจากการชนของดาวนิวตรอนสองดวง ซึ่งเดินทางออกไปไกลจากกาแลคซีต้นสังกัด พวกมันจะหมุนวนเข้าหากันและกันในระยะเวลาหลายพันล้านปีมีเวลาเหลือเฟือที่จะถูกดีดออกจากกาแลคซีต้นสังกัดอาจจะโดยซุปเปอร์โนวาที่ให้กำเนิดดาวนิวตรอน การชนลักษณะนี้จะสร้างกิโลโนวา(kilonova) ซึ่งเป็นการระเบิดที่ทรงพลังมากกว่าซุปเปอร์โนวาทั่วไปราว 1 พันเท่า อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีทางเลือกหนึ่งได้บอกว่า ถ้าหนึ่งในดาวนิวตรอนนั้นมีความเป็นแม่เหล็กรุนแรงมากที่เรียกว่า ดาวแม่เหล็ก(magnetar) ก็อาจจะเร่งพลังการระเบิดขึ้นไปอีก 100 เท่า

     การค้นพบนี้ได้สร้างคำถามมากกว่าที่มันตอบ Chrimes กล่าว ยังคงต้องทำงานอีกมากเพื่อระบุว่าคำอธิบายที่เป็นไปได้อันใดที่ถูกต้อง เนื่องจากเหตุการณ์ชั่วคราวทางดาราศาสตร์(astronomical transients) สามารถโผล่มาได้ทุกที่ทุกเวลา และหายไปในเวลาแทบจะพริบตา นักวิจัยจึงต้องพึ่งพาการสำรวจพื้นที่กว้างซึ่งสามารถจับตาดูพื้นที่ขนาดใหญ่บนท้องฟ้าได้อย่างต่อเนื่อง เพื่อค้นหาพวกมันและส่งสัญญาณเตือนหอสังเกตการณ์แห่งอื่นๆ เพื่อสำรวจติดตามผล

     ยังคงต้องการตัวอย่างอีกมากเพื่อที่จะเข้าใจปรากฏการณ์ประหลาดนี้ให้ดีขึ้น กล้องโทรทรรศน์สำรวจทั่วฟ้าที่จะเกิดขึ้นอย่าง หอสังเกตการณ์รูบิน(Vera C. Rubin Observatory) อาจจะตรวจพบเพิ่มเติมอีก

แหล่งข่าว hubblesite.org : NASA’s Hubble finds bizarre explosion in unexpected place   
                iflscience.com : strange rare star explosion spied by Hubble where it shouldn’t be