ตรวจพบคลื่นวิทยุลึกลับที่มีจังหวะเหมือนกับการเต้นของหัวใจจากอวกาศห้วงลึก

ทีมนักดาราศาสตร์จากหอดูดาวในประเทศแคนาดาได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุที่เรียกว่า Canadian Hydrogen Intensity Mapping Experiment หรือ CHIME ตรวจพบคลื่นวิทยุที่ระเบิดอย่างรวดเร็ว (Fast radio bursts; FRB) ออกมาจากกาแล็กซีที่อยู่ห่างไกลไปราวหนึ่งพันล้านปีแสงและมีจังหวะคล้ายกับการเต้นของหัวใจมนุษย์

โดยปกติแล้ว FBR จะปลดปล่อยคลื่นที่มีความรุนแรงยาวนานเพียงไม่กี่มิลลิวินาที (millisecond) และหายไปทันทีหลังจากนั้น แต่คลื่นนี้มีระยะเวลายาวนานกว่า 3 วินาที ทำให้มันกลายเป็นคลื่นที่ยาวนานกว่าปกติถึง 1,000 เท่า อีกทั้งยังมีรูปแบบที่ชัดเจนและเกิดซ้ำ สร้างความประหลาดใจอย่างมากแก่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ที่ค้นพบ

“มันผิดปกติ” เดเนียล มิฮิลลิ (Daniele Mihilli) จากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาซูเซตส์ (MIT) หนึ่งในทีมวิจัยกล่าว “ไม่เพียงแต่ยาวนานมากที่ประมาณ 3 วินาทีเท่านั้น แต่ยังมียอดคลื่นที่เว้นระยะอย่างแม่นยำซ้ำทุกเสี้ยววินาที เป็นจังหวะ -บูม บูม บูม- เหมือนการเต้นของหัวใจ นี่เป็นครั้งแรกที่สัญญาณมีช่วงซ้ำอย่างชัดเจน” 

ทีมงานตั้งชื่อมันว่า “FRB 20191221A” อย่างไรก็ตาม พวกเขายังไม่แน่ใจว่ามาจากกาแล็กซีจุดไหนของจักรวาลจริง ๆ แม้แต่การคาดคะเนระยะทางซึ่งก็ยัง ‘ไม่แน่นอนอย่างยิ่ง’ มิฮิลลิกล่าว แต่คิดว่าต้นกำเนิดนั้นน่าจะมาจากดาวนิวตรอนประเภท ‘พัลซาร์วิทยุ (Radio pulsars)’ และ ‘แมกนีทาร์ (Magnetars)’ 

“ในจักรวาลนั้นมีไม่กี่อย่างเท่านั้นที่ส่งสัญญาณเป็นระยะอย่างเคร่งครัด ตัวอย่างที่เรารู้จักในกาแลกซีของเราเองคือ พัลซาร์วิทยุและแมกนีทาร์ซึ่งหมุนและปล่อยลำแสงคล้ายกับประภาคาร เราคิดว่าสัญญาณใหม่นี้อาจมาจากสิ่งเหล่านั้น” มิฮิลลิกล่าว

ดาวนิวตรอนคือดาวฤกษ์ที่เดินทางมาถึงจุดสิ้นสุดของชีวิต เมื่อเชื้อเพลิงสำหรับนิวเคลียร์ฟิวชันหมดไป มันจึงไม่สามารถต้านทางการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงได้อีกต่อไป ส่งผลให้เกิดการระเบิดที่เรียกว่า ‘ซูเปอร์โนวา’ และทิ้งเศษซากของดวงดาวที่มีหนาแน่นมากไว้ นั่นคือดาวนิวตรอน หากมันหมุนอย่างรวดเร็วและแผ่รังสีที่รุนแรงออกมา นักดาราศาสตร์จะเรียกมันว่าพัลซาร์ ขณะที่แมกนีทาร์นั้นมีสนามแม่เหล็กที่เข้มข้นอย่างมาก

การศึกษา ‘FRB 20191221A’ จะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจวัตถุเหล่านี้ได้ดียิ่งขึ้น “การตรวจจับนี้ทำให้เกิดคำถามถึงสิ่งที่อาจเป็นสาเหตุของสัญญาณสุดขั้วที่เราไม่เคยเห็นมาก่อน และเราจะใช้สัญญาณนี้เพื่อศึกษาจักรวาล” มิฮิลลิกล่าวและเสริมว่า “กล้องโทรทรรศน์ในอนาคตสัญญาว่าจะค้นพบ FRB เพิ่มขึ้นหลายพันตัวต่อเดือน และเมื่อถึงจุดนั้นเราอาจพบสัญญาณที่เป็นช่วงแบบนี้อีกมากมาย”

ที่มา

https://www.nature.com/articles/s41586-022-04841-8

https://edition.cnn.com/2022/07/13/world/heartbeat-fast-radio-burst-scn/index.html#:~:text=A%20mysterious%20radio%20burst%20with,Wednesday%20in%20the%20journal%20Nature.

https://www.space.com/fast-radio-burst-cosmic-heartbeat-chime