“นักดาราศาสตร์ค้นพบการระเบิดที่ยิ่งใหญ่และทรงพลังที่สุดนับตั้งแต่บิ๊กแบง ที่เป็นจุดเริ่มต้นของจักรวาล”
หากคุณไม่เคยได้ยินชื่อ ‘ปรากฏการณ์นิวเคลียร์สุดขั้วชั่วขณะ’ ก็ไม่น่าแปลกใจ เนื่องจากมัันเกิดขึ้นยากกว่าซูเปอร์โนวามาตรฐานถึง 10 ล้านเท่า และนี่ก็เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตการณ์เห็นได้จริง ๆ
“เราสังเกตเห็นดาวถูกฉีกเป็นชิ้นเล็กชิ้นน้อยในลักษณะของปรากฏการณ์ไทดัลมาเป็นเวลากว่าทศวรรษแล้ว แต่ ENT (Extreme Nuclear Transients; ปรากฏการณ์นิวเคลียร์สุดขั้วชั่วขณะ) เหล่านี้แตกต่างออกไป โดยสว่างขึ้นเกือบ 10 เท่าของสิ่งที่เราเห็นโดยทั่วไป” เจสัน ฮิงเคิล (Jason Hinkle) นักวิจัยจากสถาบันดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยฮาวาย (IfA) ผู้เขียนรายงาน กล่าว
“ไม่เพียงแต่ ENT จะสว่างกว่าเหตุการณ์ไทดัลปกติมากเท่านั้น แต่ยังคงส่องสว่างได้นานหลายปี ซึ่งเหนือกว่าผลผลิตด้านพลังงานจากการระเบิดของซูเปอร์โนวาที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยรู้จักกันมาเสียอีก”
โดยทั่วไปแล้ว จักรวาลนั้นมีเหตุการณ์ที่ทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานออกมาในปริมาณมหาศาล ไม่ว่าจะเป็นดาวฤกษ์ที่เผาไหม้ต่อเนื่องเหมือนเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ฟิวชันบนท้องฟ้า เควซาร์ที่สร้างแสงสว่างมากกว่าทางช้างเผือกหลายพันเท่า หรือดาวนิวตรอนรวมตัวกัน
แต่ทั้งหมดนี้ดูเล็กน้อยเมื่อเทียบกับสิ่งที่นักวิจัยจาก IfA พบ ซึ่งรายงานการสังเกตการณ์ของพวกเขาไว้ในวารสาร Science Advances โดยจัดมันเป็นปรากฏการณ์ประเภทใหม่ที่ชื่อว่า ปรากฏการณ์นิวเคลียร์สุดขั้วชั่วขณะ
ปรากฏการณ์ประหลาด
หลายปีที่ผ่านมา ดาวเทียมไกอาขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) ได้บันทึกข้อมูลแสงสว่างที่มาจากใจกลางกาแล็กซีทั่วจักรวาล ซึ่งเป็นปรากฏการณ์ปลดปล่อยพลังงานสูงออกมาชั่วขณะ แต่แสงสว่างวาบที่ดึงดูดความสนในของฮิงเคิลได้คือสิ่งที่เกิดขึ้นในปี 2016 และ 2018 มันเกิดขึ้นนานกว่าปกติมาก
“ไกอาไม่ได้บอกคุณว่าสิ่งชั่วคราวนั้นคืออะไร แต่แค่บอกว่ามีบางสิ่งที่เปลี่ยนไปในความสว่าง” ฮิงเคิล เล่า “แต่เมื่อผมเห็นแสงแฟลร์ที่ราบเรียบและยาวนานเหล่านั้นจากศูนย์กลางกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกล ผมก็รู้ได้ว่าเรากำลังเห็นบางสิ่งที่ผิดปกติ”
ในไม่ช้า ฮิงเคิลก็ติดต่อเครือข่ายหอดูดาวทั่วโลกเพื่อสังเกตการณ์สิ่งที่เกิดขึ้นหลายปี ณ ช่วงเวลานั้นเองเครือข่ายสังเกตการณ์ซวิคกี้ (Zwicky Transient Facility) ของหอดูดาาวพาโลมาร์ในซานดิเอโก ก็ได้ตรวจพบผู้ต้องสงสัยคนที่ 3 หลังจากวิเคราะห์มาหลายเดือน ทั้งหมดก็ยืนยันว่าพวกเขากำลังพบสิ่งที่ไม่เคยเห็นมาก่อน
นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการวิเคราะห์สิ่งที่เกิดขึ้น ซึ่งพบว่าปริมาณพลังงานและความสว่างที่ปลดปล่อยออกมาจาก ENT นั้นไม่ธรรมดาและไม่มีใครในประวัติศาสตร์ของจักรวาลเทียบได้เลย พลังงานที่ ‘ใกล้เคียง’ ที่สุดก็คือ ซูเปอร์โนวา แต่แม้แต่ซูเปอร์โนวาที่รุนแรงที่สุดก็เทียบเท่า 1 ใน 25 ส่วนของ ENT เท่านั้น
สำหรับการอ้างอิง ซูเปอร์โนวามาตรฐานจะปล่อยพลังงานออกมาใน 1 ปีเท่ากับดวงอาทิตย์ทำได้ตลอดอายุขัย 10,000 ล้านปี ขณะ Gaia18cdj (ชื่อปรากฏการณ์ ENT) สามารถปลดปล่อยพลังงานได้ออกมาเท่ากับดวงอาทิตย์ 100 ดวงในเวลา 1 ปี แต่มันเกิดจากอะไรกันแน่?
ดาวฤกษ์และหลุมดำ
ด้วยความพยายามนานหลายปี นักวิทยาศาสตร์สังเกตว่าแสงสว่างวาบที่ราบเรียบและยาวนานนั้นบ่งชี้ไปยังสิ่งหนึ่งที่เฉพาะเจาะจงมาก นั่นคือ หลุมดำมวลยิ่งยวดฉีกดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ที่โคจรไปผิดทาง ซึ่งแตกต่างจากเหตุการณ์หลุมดำทั่วไปที่มักจะรวบรวมสสารในรูปแบบที่คาดเดาไม่ได้ ทำให้เกิดความสว่างที่ไม่สม่ำเสมอ
กล่าวคือโดยปกติแล้ว เมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์อย่างน้อย 3 เท่าเคลื่อนที่เข้าใกล้หลุมดำมวลยิ่งยวดมากเกินไป แรงไทดัลจะทำลายดาวฤกษ์ให้สิ้นซากอย่างตะกละตะกลาม ส่งผลให้พลังงานหรือแสงสว่างวาบพวยพุ่งออกไปทั่วอวกาศอย่างกระจัดกระจาย
แต่สำหรับ ENT แล้ว ดูเหมือนว่าหลุมดำจะจัดการดาวฤกษ์นี้แบบมีมารยาทและอย่างช้า ๆ ทำให้เกิดแสงสว่างที่ราบเรียบและยาวนานกว่าปกติ
“ENT เหล่านี้ไม่ได้แค่ทำเครื่องหมายจุดจับอันน่าตื่นตาของชีวิตดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังช่วยอธิบายกระบวนการต่าง ๆ ที่ทำให้เกิดหลุมดำที่ใหญ่ที่สุดของจักรวาลอีกด้วย” ฮิงเคิล กล่าว
ทีมวิจัยเชื่อว่า การศึกษาเหตุการณ์เหล่านี้อาจปฏิวัติความเข้าใจเกี่ยวกับหลุมดำขนาดมหึมา กาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลออกไป และประวัติศาสตร์ของจักรวาล เนื่องจากแสงสว่างเหล่านี้สว่างมากจนมองเห็นได้ไกลมาก
“เนื่องจากพวกมันมีความสว่างมาก เราจึงสามารถมองเห็นพวกมันได้ในระยะทางไกลโพ้นของจักรวาล และในทางดาราศาสตร์แล้ว การมองไปไกล ๆ ก็หมายถึงการย้อนเวลากลับไป” เบนจามิน แซมปปี (Benjamin Shappee) ผู้เขียนรายงานร่วม กล่าว
“การสังเกตแสงสว่างวาบที่ยาวนานเหล่านี้ทำให้เราเข้าใจถึงการเติบโตของหลุมดำเมื่อจักรวาลยังมีอายุเพียงครึ่งหนึ่งของปัจจุบัน ก่อตัวเป็นดาวและป้อนพลังงานให้กับหลุมดำมวลมหาศาลของพวกมันอย่างรุนแรงกว่าที่เป็นอยู่ในปัจจุบันถึง 10 เท่า”
แม้ว่าซูเปอร์โนวาจะเป็นเหตุการณ์ที่หายากแต่ก็พบได้เรื่อย ๆ และถูกศึกษามาอย่างดี กระนั้นนักดาราศาสตร์คาดว่า ENT น่าจะเกิดขึ้นได้น้อยกว่าซูเปอร์โนวาถึง 10 ล้านครั้ง ซึ่งหมายความว่าต้องมีการติดตามจักรวาลอย่างต่อเนื่องจากชุมชนดาราศาสตร์ทั่วโลก
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
ที่มา
อ่านเพิ่มเติม : นักดาราศาสตร์เผย ดาวพฤหัสฯ
ในช่วงแรกมีขนาดใหญ่กว่าปัจจุบันถึง 2 เท่า
