ระเบิดรังสีแกมมา ขนาดใหญ่ในห้วงอวกาศที่ปะทะโลกในปี 2023 น่าจะมีต้นตอมาจากหนึ่งในวัตถุที่หายากและแปลกประหลาดที่สุดในจักรวาลนั่นก็คือการชนกันของ แมกนีทาร์
ที่ผ่านมา ระเบิดรังสีแกมมา คือการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในจักรวาล และเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ในอวกาศที่มีความลึกลับ นักดาราศาสตร์ยังคงสับสนกับต้นตอของมัน โดยเคยมีทฤษฎีที่ได้รับการยอมรับอยู่ 2 แบบ
1.การระเบิดของรังสีแกมมา คือพลังงานที่ไหลออกมาจากดาวฤกษ์ที่ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา
2.การระเบิดของรังสีแกมมา เกิดจากการชนกันของดาวนิวตรอนหนาแน่น หรือ แมกนีทาร์ (มีสนามแม่เหล็กที่กำลังแรงมาก) 2 ดวง ซึ่งเคยมีการค้นพบการระเบิดของรังสีแกมมาได้ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1960
เมื่อวันที่ 12 พฤศจิกายน ปี 2023 เกิดการระเบิดของรังสีแกมมาครั้งใหญ่ซึ่งถูกจับภาพไว้ได้โดย ดาวเทียม INTEGRAL ซึ่งมีการแผ่รังสีอย่างรวดเร็วเพียงเสี้ยววินาที โดยหลังมีการแจ้งเตือนถึงการระเบิดรังสีแกมมาครั้งนี้ไปยังนักดาราศาสตร์ทั่วโลก พวกเขาต่างเร่งหันเครื่องมือไปยังต้นตอจุดที่เกิดรังสีแกมมาในอวกาศ เพื่อหาแหล่งกำเนิดของมัน
ทั้งนี้ รังสีแกมมา มีลักษณะเป็นไฟที่สว่างและมีพลังอย่างไม่น่าเชื่อ ซึ่งเกิดขึ้นในอวกาศ และบางครั้งก็พุ่งเข้าปะทะกับโลก โดยถูกตรวจพบมาตั้งแต่ทศวรรษปี 1960 ซึ่งนักดาราศาสตร์เชื่อว่าพวกเขารู้มากพอเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ จนสงสัยว่ารังสีแกมมาถูกปล่อยออกมาจากดาวนิวตรอนสองดวงที่ชนกันในอวกาศอันห่างไกล
สำหรับ ดาวนิวตรอน หรือ แมกนีทาร์ ที่ก่อให้เกิดรังสีแกมมาจะมีแกนกลางที่หนาแน่นของดาวฤกษ์ที่ตายแล้ว โดยเมื่อมีการชนกันของ แมกนีทาร์ สามารถเกิดระเบิดที่มีพลังรุนแรง จนส่งรังสีแกมมาและการแผ่รังสีอื่นๆ ออกมา ก่อนจะตามด้วยคลื่นความโน้มถ่วง
อย่างไรก็ตาม หากเป็นการระเบิดรังสีแกมมาแบบปกติ จะเกิดแสงระเรื่อที่ดูสวยงาม ซึ่งแม้จะเป็นการระเบิดช่วงสั้นๆ ก็สามารถปล่อยรังสีออกมาอย่างรุนแรงในย่านแสงและย่านความถี่วิทยุ โดยอาจกินเวลานานหลายชั่วโมงหรือหลายวัน
ปรากฏการณ์หายากในจักรวาล
ทีมนักวิทยาศาสตร์สมมติฐานว่าแหล่งกำเนิดรังสีแกมมานั้น แท้จริงแล้วอาจเป็นการระเบิดที่หายากและทรงพลังที่สุดครั้งหนึ่งในจักรวาล โดยเปลวไฟขนาดใหญ่ที่ปล่อยออกมาจาก แมกนีทาร์ ดาวนิวตรอนชนิดหนึ่งที่มีแม่เหล็กสูง ดังนั้นถึงแม้แมกนีทาร์จะมีขนาดเท่าเมืองเล็กๆ บนโลก แต่ก็มีมวลเท่ากับดวงอาทิตย์เลยทีเดียว
สิ่งที่นักดาราศาสตร์สนใจ รวมถึงสงสัยว่าสนามแม่เหล็กของ แมกนีทาร์ ที่เหมือนกับดาวนิวตรอนอื่นๆ ซึ่งเกิดจากการแตกสลายของดาวฤกษ์ แต่ทำไม แมกนีทาร์ มีสนามแม่เหล็กที่ทรงพลังกว่าดาวนิวตรอนอื่นๆ กว่าพันเท่า
แมกนีทาร์ ได้รับพลังงานจากการสลายตัวของสนามแม่เหล็ก ซึ่งทำให้เกิดความร้อนที่สูงมากทำให้เกิดการเปล่งแสงคล้ายพลุไฟขนาดยักษ์ จนสนามแม่เหล็กแตกสลายในที่สุด ซึ่งเป็นกระบวนการที่คล้ายกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนดวงอาทิตย์เมื่อสนามแม่เหล็กแตก และการพ่นมวลโคโรนาออกมา กลายเป็นพลังงานที่ทำให้เกิดแสงออโรราบนโลก
ในส่วนของการพ่นมวลโคโรนา (Coronal Mass Ejection หรือ CME) หมายถึงเนื้อสารของดวงอาทิตย์ซึ่งเป็นก้อนพลาสมาที่มีมวลประมาณ 10,000 ล้านตันที่ถูกปลดปล่อยออกมาด้วยความเร็ว 20 ถึง 3,200 กิโลเมตรต่อวินาทีพร้อมกับสนามแม่เหล็กที่ปั่นป่วนและเป็นสาเหตุของการเกิดพายุแม่เหล็กโลกเช่นเดียวกับพายุสุริยะ
การพ่นมวลต่างๆ ที่พุ่งออกจากดวงอาทิตย์มีพลังมาก โดยมักประกอบไปด้วยพลาสมาหลายพันล้านตัน แต่ก็ยังมีพลังน้อยกว่าเมื่อเทียบกับการชนกันของดาวแมกนีทาร์ขนาดยักษ์ที่สามารถปล่อยรังสีที่พุ่งออกมาถึงโลกได้ภายในเวลาเพียงเสี้ยววินาที และยังเป็นปริมาณพลังงานที่เทียบเท่ากับพลังงานที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาตลอดระยะเวลาหนึ่งล้านปี
ดาวนิวตรอนแมกนีทาร์เป็นสสารที่หนาแน่นที่สุดในจักรวาล หากมีการเพิ่มมวลเข้าไปอีก ในที่สุดสิ่งก็จะยุบลงเป็นหลุมดำ โดยความหนาแน่นสูงมากของแมกนีทาร์ทำให้สามารถกักเก็บสนามแม่เหล็กที่ทรงพลังได้ ซึ่งหากมันไม่ความหนาแน่นสูงขนาดนั้น อาจถูกสนามแม่เหล็กฉีกดาวออกจากกัน
เงื่อนไขเหล่านี้ทำให้ แมกนีทาร์ เป็นดาวที่หายาก ดาวแมกนีทาร์ที่มีขนาดยักษ์ก็หายากขึ้นไปอีก โดยการปะทุของรังสีแกมมาถูกตรวจพบประมาณเดือนละครั้ง แต่มีการตรวจพบ ดาวแมกนีทาร์ แมกนีตาร์ยักษ์ 1 ดวงเท่านั้นในช่วง 50 ปีที่ผ่านมา ซึ่งการตรวจจับแสงของรังสีแกมมาจากนอกกาแล็กซีทำได้ยาก เพราะต้องชี้เครื่องตรวจจับไปในทิศทางที่ถูกต้อง และต้องสามารถแยกแยะรังสีจากการระเบิดของรังสีแกมมาได้
โอกาสในการศึกษาวงจรชีวิตของดาวฤกษ์
รายงานใหม่ที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature นักวิทยาศาสตร์ระบุถึงการระเบิดของรังสีแกมมาที่ตรวจพบในเดือนพฤศจิกายน 2023 เป็นผลมาจากเปลวไฟขนาดยักษ์จากแมกนีตาร์ที่อยู่ในกาแล็กซี M82 ที่อยู่ห่างออกไปกว่า 12,000 ปีแสง
การค้นพบนี้ทำให้นักดาราศาสตร์รู้สึกตื่นเต้นเป็นพิเศษ กับต้นกำเนิดการระเบิดของรังสีแกมมาในกาแล็กซี M82 ที่อาจสร้างกระทบมาถึงกาแล็กซีอื่นๆ โดยกาแล็กซี M82 คือแหล่งรวมดาวฤกษ์มวลสูงที่มีจำนนมากกว่ากาแล็กซีอื่นๆถึง 10 เท่า แมกนีทาร์ ใน กาแล็กซี M82 จึงน่าศึกษาเป็นพิเศษ
อนึ่ง การค้นดังกล่าวเป็นการค้นพบโดยบังเอิญจาก ดาวเทียม INTEGRAL ขององค์การอวกาศยุโรป ที่เฝ้าสำรวจบริเวณใกล้ กาแล็กซี M82 และจับภาพเมื่อเกิดการระเบิดของรังสีแกมมาได้พอดี ซึ่ง ดาวเทียม INTEGRAL มีกำหนดจะกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศของโลกเร็วๆ นี้ โดยยังไม่มีกำหนดการปล่อยดาวเทียมดวงใหม่
กาแล็กซี M82 จะได้รับความสนใจจากนักดาราศาสตร์และนักวิทยาศาสตร์มากขึ้น ด้วยความหวังว่าจะสามารถพบเห็นระเบิดรังสีแกมมาครั้งใหญ่ได้ ซึ่งอาจสามารถให้ข้อมูลความรู้ใหม่ๆ เกี่ยวกับอวกาศ โดยเฉพาะเรื่องฟิสิกส์ที่เกี่ยวข้องกับสนามแม่เหล็กแรงสูงและวงจรชีวิตของดาวฤกษ์
ดวงดาวต่างๆ เกิดขึ้น มีชีวิตอยู่ และแตกดับไป เมื่อพวกมันระเบิด จะกำเนิดดาวดวงใหม่ขึ้นมา ในจักรวาลมีวัฏจักรคล้ายชีววิทยา และสนามแม่เหล็กก็เป็นหนึ่งในองค์ประกอบเหล่านี้ที่สร้างวิวัฒนาการอายุขัยของดวงดาว ดังนั้นมนุษย์ยังมีความรู้เรื่องอวกาศหรือจักรวาลน้อยมาก และในเอกภพมีเรื่องราวอีกมากมายให้เราได้ค้นหา
สืบค้นและเรียบเรียง Adam Kovac
แปลโดย สิทธิโชติ สุภาวรรณ์
ภาพจาก NASA/JPL-CALTECH/STSCI/CXC/UOFA/ESA/AURA/JHU
ข้อมูลอ้างอิง
อ่านเพิ่มเติม: มีอะไรอยู่ นอกจักรวาล ? ความลึกลับ-ปริศนา-สิ่งมีชีวิต ที่ยังไม่อาจเอื้อมถึง
