“ดวงตาแห่งเซารอน กำลังจ้องมายังโลก ภาพถ่าย ‘เบลซาร์’
ที่ใช้เวลาบันทึกกว่า 15 ปีนี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจ ‘อนุภาคผี’ ได้ดียิ่งขึ้น”
โฟรโด แบ๊กกิ้นส์ และ แซมไวส์ แกมจี ได้ก้าวเข้าสู่ดินแดนมอร์ดอร์ พวกเขารู้ดีว่าสภาพแวดล้อมของภูมิภาคนี้เลวร้ายทั้งอากาศที่หนักอึ้ง และความร้อนที่แทบจะละลายเท้าของทั้งคู่เมื่อก้าวลงไป แต่สิ่งที่น่ากลัวที่สุดไม่ใช่การเดินทางที่ยากลำบาก แต่เป็นสิ่งที่คอยจับจ้องทุกอย่างในเขตแดน มันคือ ดวงตาของเซารอน ตัวร้ายที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในนิยายไตรภาคเรื่อง เดอะลอร์ดออฟเดอะริง
ภาพดวงตาบนหอคอยที่จ้องไปมานั้นทำให้ใครหลายคนขนลุก แต่ใครจะไปคิดว่าดวงตานั้นก็มีอยู่จริงในจักรวาล และมันก็กำลังจ้องมองมายังโลกด้วยเช่นกัน
ตามรายงานใหม่ที่เผยแพร่บนวารสาร Astronomy and Astrophysics ได้เปิดเผยภาพของ เบลซาร์ (Blazar) ที่มีชื่อว่า PKS1424+240 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกซึ่งอยู่ห่างจากโลกไปหลายพันล้านปีแสง และอาจเป็นแหล่งกำเนิดรังสีแกมมาพลังงานสูงกับอนุภาคผีที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยพบเห็นมา
ดวงตาแห่งเซารอน
ในช่วงทศวรรษ 1970 นักดาราศาสตร์ระบุอะไรบางอย่างได้ซึ่งน่าจะเป็นแหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุทรงพลัง โดยตั้งชื่อให้ก่อนว่า PKS 1424+240 และในเวลาต่อมามันถูกระบุว่าเป็น เบลซาร์ อย่างแน่นอน แต่สิ่งที่พิเศษก็คือมันเปล่งแสง อนุภาคผี หรือ นิวตรีโน (neutrino) ที่สว่างที่สุดเท่าที่รู้จักบนท้องฟ้า
อย่างไรก็ตาม น่าแปลกใจที่เจ็ตของ PKS 1424+240 ดูเหมือนจะเคลื่อนที่อย่างเชื่องช้า ซึ่งขัดแย้งกับความเชื่อเดิมที่ว่า มีแค่เพียงเจ็ตที่รวดเร็วและรุนแรงเท่านั้นที่จะสามารถให้พลังงานการปลดปล่อยที่สูงได้
เพื่อเข้าใจวัตถุนี้ให้ดียิ่งขึ้น กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Very Long Baseline Array (VLBA) ของหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติสหรัฐฯ ที่มีจานรับคลื่น 10 จานอยู่ในรัฐและดินแดนต่าง ๆ ของสหรัฐฯ จึงร่วมมือกันเป็นเวลากว่า 15 ปีในการจับภาพ PKS 1424+240 นี้
“เมื่อเราสร้างภาพขึ้นมาใหม่ มันดูน่าทึ่งมา” ยูริ โควาเลฟ (Yuri Kovalev) หัวหน้าทีมวิจัยและหัวหน้านักวิจัยโครงการ Multi-messenger Studies of Extragalactic Super-colliders ที่สถาบันมักซ์พลังค์เพื่อดาราศาสตร์วิทยุ (MPIfR) กล่าว “เราไม่เคยเห็นอะไรที่เหมือนมันมาก่อน สนามแม่เหล็กรูปวงแหวนที่เกือบสมบูรณ์แบบ พร้อมเจ็ตที่พุ่งตรงมาหาเรา”
มันเป็นภาพที่คล้ายกับดวงตาของเซารอนกำลังจ้องมองมายังโลก ที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะว่า PKS 1424+240 อยู่ในตำแหน่งที่แทบจะเป็นแนวเดียวกันกับโลก ส่งผลการปลดปล่อยพลังงานสูงเพิ่มขึ้น เนื่องจากผลของทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษ นักวิจัยประเมินว่าสิ่งนี้ทำให้เจ็ตโคจรมาสว่างขึ้นประมาณ 30 เท่า
เบลซาร์ เหล่านี้คือ เควซาร์ (quasar) ประเภทหนึ่ง มันคือวัตถุที่มีหลุมดำมวลยิ่งยวดที่อยู่ใจกลาง พร้อมกับปลดปล่อยเจ็ตพลังงานขนาดมหึมาและทรงพลังออกสู่อวกาศ เจ็ตเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง มีความเข้มข้นของรังสีแกมมาและรังสีเอกซ์พลังงานสูงที่สุดแห่งหนึ่งในจักรวาล
ขณะที่เบลซาร์มีความพิเศษคือ ลำพลังงานของพวกมันเรียงตัวเกือบตรงกับโลกอย่างสมบูรณ์แบบ (PKS 1424+240 ทำมุมกับโลกน้อยกว่า 0.6 องศา) ทำให้เราเห็นมันสว่างกว่าเควซาร์ส่วนใหญ่ รวมถึงพลังงานที่กล่าวไปในข้างต้น
“การเรียงตัวนี้ทำให้ความสว่างเพิ่มขึ้น 30 เท่าหรือมากกว่า ในขณะเดียวกัน เจ็ตก็ดูเหมือนจะเคลื่อนที่ช้าลงเนื่องจากเอฟเฟกต์การฉายภาพ ซึ่งเป็นภาพลวงตาแบบคลาสสิก” แจ็ค ลิฟวิงสตัน (Jack Livingston) ผู้เขียนร่วม กล่าว
อนุภาคผี
ทั้งการเรียงตัวและขนาดของมันเป็นโอกาสดีอย่างยิ่งสำหรับการศึกษาโครงสร้างสนามแม่เหล็กของเจ็ต ซึ่งมีส่วนสำคัญในการปล่อยและควบคุมการไหลของพลาสมา และน่ามีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งต่อการเร่งอนุภาคให้มีพลังงานสูง โดยเฉพาะอนุภาคนิวตรีโน
นิวตรีโน หรือที่รู้จักในฉายา อนุภาคผี มันเป็นอนุภาคย่อยชองอะตอมที่มีความเร็วสูงและมีพลังงานสูง แต่แทบไม่มีปฏิสัมพันธ์กับสสารปกติเลย อนุภาคเหล่านี้วิ่งทะลุร่างกายของเรา ทะลุโลกของเราหลายล้านล้านตัวทุกวินาที ทำให้นิวตรีโน เป็นหนึ่งในอนุภาคที่มีมากที่สุดในจักรวาล
แม้จะตรวจจับได้ยากแต่ก็มีบางวิธีที่พอทำได้ เช่น ใช้เครื่องตรวจจับใต้น้ำขนาดยักษ์ และภายในเครื่องเร่งอนุภาค ถึงอย่างนั้น นาน ๆ นักวิทยาศาสตร์จะสังเกต ‘ฟู่’ (จังหวะชนกันกับอนุภาคอื่น) หนึ่งของนิวตรีโนได้ ดังนั้นส่วนใหญ่ของมันจึงยังคงเป็นปริศนาอยู่
หอสังเกตการณ์นิวตริโนไอซ์คิวบ์ใกล้ขั้วโลกใต้ ซึ่งสร้างขึ้นเพื่อตรวจจับนิวตริโนโดยเฉพาะ เป็นสถาบันแรกสุดที่ค้นพบ PKS1424+240 เนื่องจากมันมีระดับการแผ่รังสีนิวตรีโนที่สูงมาก ด้วยเหตุนี้ การสร้างภาพสนามแม่เหล็กที่คอยควบคุมเจ็ต จึงเป็นเหมือนการมองเห็น ‘หัวใจ’ ที่เร่งโปรตอนให้มีความเร็วสูงมากจนกลายเป็นนิวตรีโน
“การไขปริศนานี้ยืนยันว่านิวเคลียสกาแล็กซีที่มีหลุมดำมวลยิ่งยวดนั้น ไม่เพียงแต่เป็นตัวเร่งอิเล็กตรอนที่ทรงพลังเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวเร่งโปรตอน ซึ่งเป็นต้นกำเนิดของนิวตรีโนพลังงานสูงที่สังเกตพบอีกด้วย” โควาเลฟ กล่าว
สืบค้นและเรียบเรียง
วิทิต บรมพิชัยชาติกุล
อ่านเพิ่มเติม : นักดาราศาสตร์พบหลักฐานว่า
ดาวอังคารมีทะเลและชายหาดอายุ 3 พันล้านปี
