เครดิตรูปภาพ: ราศีเมถุน
เช่นเดียวกับแพทย์ที่พยายามเข้าใจการเสียชีวิตอย่างกะทันหันของผู้ป่วยนักดาราศาสตร์ได้รับการสำรวจอย่างละเอียดที่สุดเท่าที่เคยมีมา แต่เป็นดาวฤกษ์มวลขนาดใหญ่ที่เก่าแก่มาก
ถ่ายภาพโดยหอดูดาวราศีเมถุนและกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล (HST) น้อยกว่าหนึ่งปีก่อนการระเบิดครั้งใหญ่ดาวฤกษ์ตั้งอยู่ในกาแลคซี M-74 ใกล้เคียงในกลุ่มดาวราศีมีน การสำรวจเหล่านี้อนุญาตให้ทีมนักดาราศาสตร์ยุโรปนำโดยดร. สตีเฟ่นสมาร์ทแห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ประเทศอังกฤษเพื่อตรวจสอบแบบจำลองเชิงทฤษฎีที่แสดงว่าดาวเช่นนี้สามารถพบชะตากรรมที่รุนแรงได้อย่างไร
ผลการวิจัยได้ตีพิมพ์ในวารสาร Science วันที่ 23 มกราคม 2547 ผลงานชิ้นนี้เป็นการยืนยันครั้งแรกของทฤษฎีที่ถือมายาวนานว่าดาวเก่าแก่ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดบางส่วน (ยังปกติ) ในเอกภพสิ้นสุดชีวิตของพวกเขาในการระเบิดของซุปเปอร์โนวาอย่างรุนแรง
“ อาจเป็นที่ถกเถียงกันว่าโชคหรือโชคชะตาจำนวนหนึ่งเกี่ยวข้องกับการค้นพบนี้” ดร. สมาร์ทกล่าว “ อย่างไรก็ตามเราได้ค้นหาดาวต้นกำเนิดชนิดนี้บนดาวดวงนั้นสักระยะหนึ่ง ฉันชอบที่จะคิดว่าการค้นหาข้อมูลราศีเมถุนและ HST ที่ยอดเยี่ยมสำหรับดาวดวงนี้เป็นการพิสูจน์ถึงการทำนายของเราว่าวันหนึ่งเราต้องพบหนึ่งในดาวเหล่านี้ในคลังข้อมูลอันยิ่งใหญ่ที่มีอยู่ในปัจจุบัน” คลิกที่นี่สำหรับรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับโปรแกรมซูเปอร์โนวาของ Dr. Smartt
ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมาทีมวิจัยของ Smartt ใช้กล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุดทั้งในอวกาศและบนพื้นโลกเพื่อถ่ายภาพกาแลคซีหลายร้อยแห่งด้วยความหวังว่าหนึ่งในล้านดาราในกาแลคซีเหล่านี้จะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา . ในกรณีนี้นักล่าซูเปอร์โนวามือสมัครเล่นชาวออสเตรเลียชื่อดังอย่างนายโรเบิร์ตอีแวนส์ได้ค้นพบการระเบิดครั้งแรก (ระบุว่า SN203gd) ในขณะที่สแกนกาแล็กซี่ด้วยกล้องโทรทรรศน์สนามหลังบ้านขนาด 12 นิ้ว (31 ซม.) จากบ้านของเขาในนิวเซาธ์เวลส์ มิถุนายน 2003
หลังจากการค้นพบของอีแวนส์ทีมงานของดร. สมาร์ทก็ตามด้วยการสังเกตอย่างละเอียดโดยใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล การสำรวจเหล่านี้ตรวจสอบตำแหน่งที่แน่นอนของดาวต้นกำเนิดหรือดาวต้นกำเนิด การใช้ข้อมูลตำแหน่งนี้ Smartt และทีมของเขาขุดผ่านคลังข้อมูลและค้นพบว่าการสำรวจโดย Gemini Observatory และ HST มีการรวมข้อมูลที่จำเป็นในการเปิดเผยลักษณะของต้นกำเนิด
ข้อมูล Gemini ได้รับในระหว่างการว่าจ้าง Gemini Multi-Object Spectrograph (GMOS) บน Mauna Kea, Hawaii ในปี 2544 ข้อมูลเหล่านี้ยังถูกนำมาใช้เพื่อสร้างภาพความละเอียดสูงที่น่าทึ่งของกาแลคซีซึ่งแสดงให้เห็นดาวต้นกำเนิดสีแดงอย่างชัดเจน คลิกที่นี่เพื่อดูภาพความละเอียดเต็มของราศีเมถุน
อาวุธที่มีการสำรวจในราศีเมถุนและ HST ก่อนหน้านี้ทีมของ Smartt สามารถแสดงให้เห็นว่าดาวต้นกำเนิดเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์จัดว่าเป็นดาวยักษ์ใหญ่สีแดงปกติ ก่อนที่จะเกิดการระเบิดดาวฤกษ์นี้ดูเหมือนจะมีมวลมากกว่า 10 เท่าและมีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเราประมาณ 500 เท่า ถ้าดวงอาทิตย์ของเรามีขนาดเท่าต้นกำเนิดมันก็จะกลืนกินระบบสุริยะวงในทั้งหมดออกไปรอบ ๆ ดาวอังคาร
ดาว supergiant แดงเป็นเรื่องธรรมดาในจักรวาลและเป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมที่สามารถพบเห็นได้ง่ายในช่วงเดือนมกราคมจากที่ใดก็ได้บนโลกโดยดูที่ Betelgeuse ดาวไหล่แดงสดใสในกลุ่มดาวนายพราน (ดูแผนภูมิค้นหาที่นี่) เช่น SN2003gd เป็นที่เชื่อกันว่า Betelgeuse สามารถพบชะตากรรมที่ระเบิดได้เหมือนกันทุกเวลาตั้งแต่สัปดาห์หน้าจนถึงหลายพันปีนับจากนี้
หลังจากการระเบิดของ SN2003gd ทีมสังเกตแสงที่ค่อย ๆ จางหายไปเป็นเวลาหลายเดือนโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ไอแซกนิวตันใน La Palma การสำรวจเหล่านี้แสดงให้เห็นว่านี่เป็นซุปเปอร์โนวาประเภท II ปกติซึ่งหมายความว่าวัสดุที่ถูกปล่อยออกมาจากการระเบิดนั้นอุดมไปด้วยไฮโดรเจน แบบจำลองคอมพิวเตอร์ที่พัฒนาโดยนักดาราศาสตร์คาดการณ์มานานแล้วว่า supergiants สีแดงที่มีชั้นบรรยากาศยาวและหนาของไฮโดรเจนจะสร้างซุปเปอร์โนวาประเภท II เหล่านี้ แต่จนถึงปัจจุบันยังไม่มีหลักฐานเชิงสังเกตการณ์ที่จะสนับสนุนทฤษฎีของพวกเขา อย่างไรก็ตามความละเอียดและความลึกที่ยอดเยี่ยมของภาพเมถุนและฮับเบิลทำให้ทีม Smartt สามารถประมาณอุณหภูมิความส่องสว่างรัศมีและมวลของดาวต้นกำเนิดนี้และแสดงให้เห็นว่ามันเป็นดาวขนาดใหญ่ปกติขนาดใหญ่ปกติ “ สิ่งที่สำคัญที่สุดคือการสำรวจเหล่านี้ให้การยืนยันอย่างแน่นหนาว่าทฤษฎีสำหรับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์และต้นกำเนิดของการระเบิดของจักรวาลเหล่านี้ถูกต้อง” Seppo Mattila ผู้เขียนร่วมแห่งหอดูดาวแห่งสตอกโฮล์มกล่าว
นี่เป็นเพียงครั้งที่สามที่นักดาราศาสตร์ได้เห็นต้นกำเนิดของการระเบิดของซุปเปอร์โนวาที่ได้รับการยืนยันแล้ว คนอื่น ๆ เป็นซุปเปอร์โนวาประเภท II ที่แปลกประหลาด: SN 1987A ซึ่งมีต้นกำเนิด supergiant สีน้ำเงินและ SN 1993J ซึ่งโผล่ออกมาจากระบบดาวคู่ขนาดใหญ่ที่มีปฏิสัมพันธ์ คลิกที่นี่เพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติม
ดร. สมาร์ทกล่าวสรุปว่า“ การระเบิดของซูเปอร์โนวาผลิตและแจกจ่ายองค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบทุกอย่างในจักรวาลที่มองเห็นได้? โดยเฉพาะอย่างยิ่งชีวิต จำเป็นอย่างยิ่งที่เราต้องทราบว่าดาวประเภทใดสร้างหน่วยการสร้างเหล่านี้หากเราต้องเข้าใจที่มาของเรา”
ข้อมูล Gemini และ HST ที่เก็บถาวรมีความสำคัญต่อความสำเร็จของโครงการนี้ “ การค้นพบครั้งนี้เป็นตัวอย่างที่สมบูรณ์แบบของการเก็บข้อมูลมูลค่ามหาศาลสำหรับโครงการวิทยาศาสตร์ใหม่” ดร. โคลินแอสพินผู้ซึ่งเป็นนักวิทยาศาสตร์ของราศีเมถุนรับผิดชอบในการพัฒนาคลังเก็บวิทยาศาสตร์ของ Gemini (GSA) เขากล่าวต่อ“ การค้นพบครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงผลลัพธ์ที่น่าทึ่งซึ่งสามารถรับรู้ได้โดยใช้ข้อมูลเอกสารสำคัญและเน้นความสำคัญของการพัฒนา GSA สำหรับนักดาราศาสตร์รุ่นต่อไปในอนาคต”
เครื่อง Spectrograph แบบหลายวัตถุของ Gemini ใช้ในการสังเกตการณ์ของ Gemini เป็นเครื่องมือคู่ที่สร้างขึ้นเพื่อเป็นหุ้นส่วนร่วมระหว่าง Gemini, Dominion Astrophysical Observatory, แคนาดา, ศูนย์เทคโนโลยีดาราศาสตร์แห่งสหราชอาณาจักรและมหาวิทยาลัย Durham, สหราชอาณาจักร นอกจากนี้หอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติของสหรัฐอเมริกาได้จัดเตรียมระบบย่อยของเครื่องมือตรวจจับและซอฟต์แวร์ที่เกี่ยวข้อง GMOS ได้รับการออกแบบมาสำหรับการศึกษาสเปกโทรสโกปีที่ต้องการสเป็คตรัมหลายร้อยตัวในเวลาเดียวกันเช่นเมื่อสังเกตดาวและกระจุกกาแลคซี GMOS ยังมีความสามารถในการโฟกัสภาพทางดาราศาสตร์ในอาเรย์ของกว่า 28 ล้านพิกเซล
กลุ่มไอแซกนิวตันแห่งกล้องโทรทรรศน์ (ING) เป็นที่ตั้งของสถ IAC) ในสเปน ไอเอ็นจีดำเนินงานกล้องโทรทรรศน์วิลเลียมเฮอร์เชล 4.2 เมตรกล้องโทรทรรศน์ไอแซคนิวตัน 2.5 เมตรและกล้องโทรทรรศน์จาโคบัสคาปี้น์ 1.0 เมตร กล้องตั้งอยู่ในหอสังเกตการณ์ Roque de Los Muchachos บนถนน Pal Palma ซึ่งดำเนินการโดย Instituto de Astrofofsica de Canarias (IAC)
ข้อมูลพื้นฐาน:
ซุปเปอร์โนวาเป็นปรากฏการณ์ที่มีพลังมากที่สุดแห่งหนึ่งในจักรวาล เมื่อดาวฤกษ์มากกว่าแปดเท่ามวลดวงอาทิตย์ของเราถึงจุดจบของการสำรองเชื้อเพลิงนิวเคลียร์แกนกลางของมันจะไม่เสถียรอีกต่อไปจากการยุบตัวภายใต้น้ำหนักอันมหาศาลของมันเอง ในขณะที่แกนกลางของดาวยุบชั้นนอกจะถูกผลักออกไปในคลื่นกระแทกที่เคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว การปลดปล่อยพลังงานขนาดใหญ่นี้ส่งผลให้เกิดซูเปอร์โนวาที่สว่างกว่าดวงอาทิตย์ของเราประมาณหนึ่งพันล้านเท่าและเทียบได้กับความสว่างของกาแลคซีทั้งหมด หลังจากทำลายตัวเองแกนกลางของดาวฤกษ์จะกลายเป็นดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ
ทีมประกอบด้วย Stephen J. Smartt, Justyn R. Maund, Margaret A. Hendry, Christopher A. Tout และ Gerald F. Gilmore (มหาวิทยาลัยเคมบริดจ์, สหราชอาณาจักร), Seppo Mattila (หอดูดาวสตอกโฮล์มสวีเดน) และ Chris R . Benn (กลุ่มกล้องโทรทรรศน์ไอแซกนิวตัน, สเปน)
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวราศีเมถุน
