สดร.ร่วมค้นพบการปะทุของ ซากดาวฤกษ์ ในแบบที่ไม่เคยพบมาก่อน

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) (สดร.) ร่วมทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ นำโดย Dr. Anna Y. Q. Ho จากมหาวิทยาลัยคอร์เนล สหรัฐอเมริกา ค้นพบการปะทุของซากดาวฤกษ์ AT2022tsd อีกครั้ง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่สามารถสังเกตการณ์การปะทุขึ้นหลังจากการระเบิดครั้งแรก (ซูเปอร์โนวา) มากกว่า 100 วัน

จึงใช้กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ร่วมสังเกตการณ์ และพบการปะทุที่มีช่วงระยะเวลาประมาณ 30 วินาที นับเป็นการปะทุระยะสั้นที่สุดที่พบได้จากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคลื่นแสงเป็นครั้งแรก

งานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature ซึ่งเป็นวารสารวิชาการด้านวิทยาศาสตร์ชั้นนำระดับโลก เมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน 2566 

นายศุภชัย อาวิพันธุ์ ผู้อำนวยการศูนย์ปฏิบัติการทัศนศาสตร์และโฟโตนิกส์ เปิดเผยว่า ปรากฏการณ์ซูเปอร์โนวา เป็นการระเบิดในช่วงสุดท้ายของวงจรชีวิตดาวฤกษ์ หลังจากเกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวอีกหลายเดือนถัดมา แกนกลางของดาวฤกษ์จะยังคงปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบการปะทุ (Flares)

การปะทุดังกล่าวจะเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน กินเวลาเพียงไม่กี่นาที นักดาราศาสตร์เรียกการปะทุฉับพลันที่มีสาเหตุไม่แน่ชัดนี้ว่า Luminous Fast Blue Optical Transient หรือ LFBOT

ซึ่งอาจเป็นสัญญาณการยุบตัวอย่างรวดเร็วของแกนกลางซากดาวฤกษ์จนกลายเป็นหลุมดำ หรือกลายเป็นดาวนิวตรอน หรือเป็นอาจปรากฏการณ์ Tidal Disruption Event ที่วัตถุถูกดูดเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ

ภาพจำลองการปะทุ

 

ปรากฏการณ์ LFBOT นั้นถูกค้นพบครั้งในปี พ.ศ. 2561 จากการพบการปะทุจากวัตถุท้องฟ้าที่มีชื่อว่า AT2018cow

         ในวันที่ 7 กันยายน พ.ศ. 2565 หอดูดาว Zwicky Transient Facility ประเทศสหรัฐอเมริกา ค้นพบการเปลี่ยนแปลงแสงอย่างฉับพลันของวัตถุท้องฟ้าชื่อว่า AT2022tsd หรือ Tasmanian Devil

ปรากฏการณ์ดังกล่าวคาดว่าเป็นปรากฏการณ์ซูเปอร์โนวา เกิดขึ้นที่กาแล็กซีที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 4 พันล้านปีแสง อย่างไรก็ตาม ในช่วงที่ AT2022tsd เกิดการระเบิดนั้นมีความสว่างมาก และในขณะเดียวกันความสว่างก็ลดลงอย่างรวดเร็วกว่าซูเปอร์โนวาทั่วไป คล้ายกับปรากฏการณ์ LFBOT

ทีมนักดาราศาสตร์จึงเฝ้าสังเกตการณ์ AT2022tsd ต่อไป ต่อมา ในวันที่ 15 ธันวาคม พ.ศ. 2565 ทีมนักดาราศาสตร์พบการปะทุของวัตถุท้องฟ้า AT2022tsd อีกครั้ง ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Magellan ในประเทศชิลี

หอดูดาวแห่งชาติ ดอยอินทนนท์ จ.เชียงใหม่

 

นับเป็นปรากฏการณ์ LFBOT แรกที่พบการปะทุ หลังจากการระเบิดครั้งแรกผ่านมาแล้วกว่า 100 วัน หลังการค้นพบดังกล่าว

ทีมนักดาราศาสตร์จึงใช้กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ณ หอดูดาวแห่งชาติ อุทยานแห่งชาติดอยอินทนนท์ จังหวัดเชียงใหม่ ร่วมกับกล้องโทรทรรศน์อีกจำนวน 13 แห่งทั่วโลก ติดตามวัตถุท้องฟ้า AT2022tsd มากกว่า 20 คืน รวมเวลามากกว่า 60 ชั่วโมง และพบการปะทุมากกว่า 14 ครั้ง

นายศุภชัย กล่าวเพิ่มเติมว่า การเฝ้าติดตามสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังเช่นการปะทุของ AT2022tsd ครั้งนี้ ต้องใช้อุปกรณ์กล้องถ่ายภาพความเร็วสูง

จึงจำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึง 2.4 เมตร ร่วมกับอุปกรณ์ ULTRASPEC ซึ่งเป็นอุปกรณ์วิจัยที่ติดตั้งภายใต้ความร่วมมือกับ University of Sheffield และ University of Warwich สหราชอาณาจักร

จึงทำให้พบการปะทุหนึ่งที่น่าสนใจที่มีระยะเวลาสั้นเพียง 30 วินาที เมื่อวันที่ 19 ธันวาคม 2565 นับเป็นครั้งแรกที่พบการปะทุที่มีช่วงเวลาสั้นที่สุดที่เคยสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคลื่นแสง

การปะทุซ้ำอีกครั้งด้วยความรวดเร็ว และความสว่างที่ใกล้เคียงกับการปะทุครั้งแรกแต่ห่างกันนานหลายเดือนนี้ เป็นสิ่งที่ไม่เคยค้นพบมาก่อน จึงยังคงเป็นปริศนาให้นักดาราศาสตร์ได้วิเคราะห์ต่อไป

ปกติแล้ว LFBOT ควรจางลงเรื่อย ๆ แต่การค้นพบครั้งนี้บ่งชี้ถึงกลไกบางอย่างที่ไม่ทราบแน่ชัดที่เป็นแรงขับเคลื่อนปรากฏการณ์อยู่เบื้องหลัง ซึ่งอาจมาจากการหมุนอันรวดเร็ว หรือสนามแม่เหล็กความเข้มสูงรอบดาว หรืออาจเป็นไปได้ว่านี่ไม่ใช่แม้กระทั่งซูเปอร์โนวาทั่วไป แต่เรากำลังสังเกตการณ์การรวมตัวของดาวฤกษ์เข้ากับหลุมดำก็อานเป็นไปได้

ผลการวิจัยในครั้งนี้ทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใจถึงวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ในช่วงสุดท้ายมากยิ่งขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็นำมาซึ่งปริศนาที่แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นของวิทยาศาสตร์ที่จะต้องพยายามขยายขอบเขตความเข้าใจของมนุษย์ต่อไป

ไม่เพียงเท่านี้ การค้นพบการปะทุที่มีระยะเวลาสั้นขนาดนี้ ยังเป็นสิ่งที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของกล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ในการเก็บข้อมูลงานวิจัยในระดับนานาชาติ ซึ่งจะช่วยยกระดับการศึกษาดาราศาสตร์ทั้งในประเทศไทยและระดับโลกต่อไป.