การชนกันของจักรวาลที่หายากทำเหมือนหนึ่งใน ‘โรงงานทองคำ’

การระเบิดของแสงที่สว่างผิดปกติที่ตรวจพบโดยกล้องโทรทรรศน์หลายตัวในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2564

การระเบิดของรังสีแกมมาที่เรียกว่า GRB 211211A ใช้เวลาประมาณหนึ่งนาที การระเบิดของรังสีแกมมาถือเป็นการระเบิดที่แรงที่สุดและสว่างที่สุดในเอกภพ และอาจมีระยะเวลาตั้งแต่ไม่กี่มิลลิวินาทีไปจนถึงหลายชั่วโมง

แทงบอล

ระยะเวลาของการระเบิดบอกใบ้ว่ามันเกิดจากการระเบิดของดาวมวลมากในขณะที่มันตายในซูเปอร์โนวา แต่ผลที่ตามมาจากการระเบิดของรังสีแกมมานั้นเบาบางและจางหายไปเร็วกว่าการระเบิดของซูเปอร์โนวา และนักดาราศาสตร์ที่วิเคราะห์เหตุการณ์นี้ก็มองเห็นแสงอินฟราเรดส่วนเกินด้วย

แอรอน เอ็ม. เกลเลอร์/นอร์ธเวสเทิร์น“มีวัตถุจำนวนมากในท้องฟ้ายามค่ำคืนของเราที่จางหายไปอย่างรวดเร็ว” เหวิน-ไฟ ฟง ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์แห่งวิทยาลัยศิลปะและวิทยาศาสตร์ Weinberg แห่งมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น กล่าว ผู้เขียนอาวุโสและผู้เขียนร่วมของหนึ่งในสี่งานวิจัยที่ตีพิมพ์เกี่ยวกับ เหตุการณ์วันพุธ ใน วารสารNature Astronomy

“เราสร้างภาพแหล่งที่มาด้วยฟิลเตอร์ต่างๆ เพื่อให้ได้ข้อมูลสี ซึ่งช่วยให้เราระบุตัวตนของแหล่งที่มาได้ ในกรณีนี้ สีแดงจะเด่นกว่า และสีฟ้าจะจางเร็วกว่า วิวัฒนาการของสีนี้เป็นสัญญาณบอกเล่าของกิโลโนวา และกิโลโนวาสามารถมาจากการรวมตัวของดาวนิวตรอนเท่านั้น”Kilonovas เป็นการระเบิดขนาดใหญ่ที่เกิดขึ้นได้ยากซึ่งเกิดจากการชนกันอย่างรุนแรงระหว่างดาวนิวตรอน ซึ่งเป็นเศษซากของดาวที่ระเบิดอย่างหนาแน่นอย่างเหลือเชื่อหรือการชนกันระหว่างดาวนิวตรอนและหลุมดำ

ทีมนักวิจัยชาวยุโรปที่ใช้ข้อมูลจากเครื่องมือ X-shooter บนกล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope ของ ESO ได้พบลายเซ็นของสตรอนเชียมที่ก่อตัวขึ้นในการรวมตัวของดาวนิวตรอน ความประทับใจของศิลปินนี้แสดงให้เห็นดาวนิวตรอนขนาดเล็กแต่หนาแน่นมาก 2 ดวง ณ จุดที่พวกมันรวมตัวกันและระเบิดเป็นกิโลโนวา ในเบื้องหน้า เราเห็นตัวแทนของสตรอนเชียมที่สร้างขึ้นใหม่
การชนกันของดาวนิวตรอนทำให้เกิดองค์ประกอบดอกไม้ไฟในอวกาศ

หลังจากพิจารณาว่ากิโลโนวาสร้างแสงอินฟราเรด นักดาราศาสตร์ก็ยิ่งรู้สึกงงงวยมากขึ้น จาก ระยะเวลา การระเบิดของรังสีแกมมา การปะทุของรังสีแกมมาที่เกิดจากการระเบิดที่หาได้ยากเหล่านี้เคยถูกสังเกตว่ามีระยะเวลาน้อยกว่าสองวินาทีเท่านั้น แต่สัญญาณนี้คงอยู่นานอย่างน้อยหนึ่งนาที

“เมื่อเราติดตามการระเบิดของรังสีแกมมาที่ยาวนานนี้ เราคาดว่ามันจะนำไปสู่หลักฐานการยุบตัวของดาวมวลมาก” Fong กล่าว “แต่สิ่งที่เราพบนั้นแตกต่างออกไปมาก เมื่อฉันเข้าไปในสนามเมื่อ 15 ปีที่แล้ว มันฝังแน่นว่าการระเบิดของรังสีแกมม่าที่ยาวนานมาจากการยุบตัวของดาวมวลมาก การค้นพบที่ไม่คาดคิดนี้ไม่เพียงแต่แสดงถึงการเปลี่ยนแปลงครั้งสำคัญในความเข้าใจของเราเท่านั้น แต่ยังเป็นการเปิดหน้าต่างบานใหม่สำหรับการค้นพบอย่างน่าตื่นเต้นอีกด้วย”

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายภาพตำแหน่งการปะทุของรังสีแกมมาในวงกลมสีแดงกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลถ่ายภาพตำแหน่งการปะทุของรังสีแกมมาในวงกลมสีแดงนาซ่า/อีเอสเอ

ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุจักรวาลที่มีขนาดกะทัดรัด ดังนั้นนักวิจัยจึงไม่เคยคาดคิดมาก่อนว่าดาวนิวตรอนจะมีวัสดุเพียงพอที่จะสร้างการระเบิดของรังสีแกมมาที่กินเวลาเกือบหนึ่งนาทีการระเบิดเกิดขึ้นในดาราจักร ที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 1 พันล้านปีแสง เนื่องจากเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นค่อนข้างใกล้ ในทางดาราศาสตร์ นักดาราศาสตร์จึงใช้กล้องโทรทรรศน์หลายตัวเพื่อรวบรวมรายละเอียดที่ไม่เคยมีมาก่อน

“เราพบว่าเหตุการณ์หนึ่งทำให้เกิดมวลมากกว่าโลกประมาณ 1,000 เท่าในธาตุที่หนักมาก สิ่งนี้สนับสนุนแนวคิดที่ว่ากิโลโนวาเหล่านี้เป็นโรงงานหลักของทองคำในจักรวาล” ดร. Matt Nicholl รองศาสตราจารย์แห่งมหาวิทยาลัยเบอร์มิงแฮมในสหราชอาณาจักรและผู้เขียนร่วมของการศึกษาดาราศาสตร์ธรรมชาติกล่าวในแถลงการณ์ลักษณะเฉพาะที่สังเกตได้ของเหตุการณ์นี้กำลังเปลี่ยนวิธีที่นักดาราศาสตร์เข้าใจการปะทุของรังสีแกมมา หรือ GRB

ถ่ายโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของนาซา กิโลโนวา (ลูกศรสีแดง) ที่ได้รับการยืนยันใหม่ ซึ่งเป็นการระเบิดของจักรวาลที่สร้างทองคำและทองคำขาวจำนวนมหาศาล จางหายไปอย่างรวดเร็วจากการมองเห็นเนื่องจากแสงที่ระเรื่อของการระเบิดลดน้อยลงในช่วง 10 วัน เดิมทีกิโลโนวาถูกระบุว่าเป็นการระเบิดของรังสีแกมมามาตรฐาน แต่ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย UMD ได้ตรวจสอบข้อมูลอีกครั้งและพบหลักฐานของกิโลโนวา เครดิต NASA/ESA/E. โทรจานี่คือสิ่งที่ดูเหมือนเมื่อการระเบิดสร้างทองคำในอวกาศ

Bing Zhang ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเนวาดา ลาสเวกัส และผู้เขียนร่วมของ Nature Astronomy Studies กล่าวในถ้อยแถลงว่า “GRB ที่แปลกประหลาดเช่นนี้เป็นครั้งแรกที่ตรวจพบ ” “การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดของ GRB เท่านั้น แต่ยังทำให้เราต้องพิจารณาแบบจำลองใหม่ว่า GRB ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร”

ทีมของ Zhang เชื่อว่าลักษณะเฉพาะของการระเบิดอาจเป็นผลมาจากการชนกันระหว่างดาวนิวตรอนกับดาวแคระขาว หรือเศษซากขนาดเท่าโลก ที่โผล่ออกมาเมื่อดาวฤกษ์มวลต่ำตาย

 

 

Releated