เมื่อปรากฎการณ์ทางดาราศาสตร์ซูเปอร์โนวาอยู่ในหมู่ผู้น่าหลงใหลและน่าตื่นเต้นที่สุด กระบวนการนี้เกิดขึ้นเมื่อดาวบางประเภทสิ้นสุดอายุการใช้งานของมันซึ่งพวกมันจะระเบิดและเล็ดลอดออกมาจากชั้นนอก ต้องขอบคุณการศึกษามาหลายชั่วอายุทำให้นักดาราศาสตร์สามารถจำแนกซุปเปอร์โนวาที่สังเกตได้มากที่สุดให้เป็นหนึ่งในสองประเภท (Type I และ Type II) และกำหนดว่าดาวประเภทใดเป็นดาวต้นกำเนิดของแต่ละดวง
อย่างไรก็ตามจนถึงปัจจุบันนักดาราศาสตร์ไม่สามารถระบุได้ว่าดาวประเภทใดในที่สุดจะนำไปสู่ซูเปอร์โนวา Type Ic ซึ่งเป็นชั้นพิเศษซึ่งดาวฤกษ์ผ่านแกนกลางยุบตัวหลังจากถูกปลดออกจากไฮโดรเจนและฮีเลียม แต่ต้องขอบคุณความพยายามของนักดาราศาสตร์ทั้งสองทีมที่เจาะลึกข้อมูลจดหมายเหตุจาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบดาวฤกษ์ที่ต้องการมานานซึ่งเป็นสาเหตุของซุปเปอร์โนวาประเภทนี้
โดยทั่วไปแล้วซุปเปอร์โนวาประเภทที่ 1 เป็นผลมาจากระบบดาวคู่ซึ่งประกอบด้วยดาวแคระขาวและดาวฤกษ์สหายที่โคจรรอบกันอย่างใกล้ชิด เมื่อเวลาผ่านไปดาวแคระขาวจะเริ่มดูดซับวัสดุจากสหายจนกว่าจะถึงมวลวิกฤต ดาวแคระขาวที่อยู่เกินพิกัดจะพบกับการยุบตัวของแกนกลางและระเบิดในวัสดุและพลังงานที่สว่างอย่างไม่น่าเชื่อ
ในกรณีของซุปเปอร์โนวา Type Ic ซึ่งมีมวลประมาณ 20% ของดาวมวลสูงที่ระเบิดจากการยุบตัวของแกนกลางดาวฤกษ์สูญเสียชั้นนอกของไฮโดรเจนและฮีเลียมส่วนใหญ่ เชื่อกันว่าดาวเหล่านี้เป็นหนึ่งในมวลที่มีมวลมากที่สุดซึ่งมีมวลอย่างน้อย 30 เท่าของดวงอาทิตย์และยังคงสว่างแม้ว่าจะส่องชั้นนอกออกมา มันจึงเป็นเรื่องลึกลับที่นักดาราศาสตร์ไม่สามารถมองเห็นจุดใดจุดหนึ่งก่อนที่มันจะไปซูเปอร์โนวา
โชคดีที่ในปี 2560 ซูเปอร์โนวา Type Ic ถูกพบอยู่ในกลุ่มดาวอายุน้อยในกาแลคซีกังหัน NGC 3938 ซึ่งอยู่ห่างออกไป 65 ล้านปีแสง การค้นพบครั้งแรกเกิดขึ้นโดยนักดาราศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์ Tenagra ในรัฐแอริโซนา แต่นักดาราศาสตร์ทั้งสองทีมหันไป ฮับเบิล เพื่อระบุตำแหน่งที่แน่นอนของแหล่งที่มา
ทีมแรกนำโดย Schuyler D. Van Dyk - นักวิทยาศาสตร์วิจัยอาวุโสที่ศูนย์ประมวลผลและวิเคราะห์อินฟราเรด (IPAC) ของคาลเทคถ่ายภาพซูเปอร์โนวารุ่นเยาว์เมื่อเดือนมิถุนายน 2560 ด้วย ฮับเบิล กล้องมุมกว้าง 3 (WFC 3) จากนั้นพวกเขาใช้ภาพนี้เพื่อค้นหาผู้สมัครต้นกำเนิดในจดหมายเหตุ ฮับเบิล ภาพถ่ายที่ถ่ายจาก NGC 3938 ในเดือนธันวาคมปี 2550
ทีมที่สองนำโดย Charles Kilpatrick แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานตาครูซสังเกตซุปเปอร์โนวาในเดือนมิถุนายน 2560 ในภาพอินฟราเรดโดยใช้หนึ่งใน 10 ม. กล้องโทรทรรศน์ที่ W.M. หอดูดาว Keck ในฮาวาย จากนั้นทีมวิเคราะห์จดหมายเหตุเดียวกัน ฮับเบิล รูปภาพเป็นทีมของ Van Dyk เพื่อค้นหาแหล่งที่เป็นไปได้
ทั้งสองทีมได้ตีพิมพ์ผลการศึกษาที่ชี้ให้เห็นว่าต้นกำเนิดนั้นน่าจะเป็นดาวยักษ์สีน้ำเงินที่อยู่ในแขนกังหันของ NGC 3938 ดังที่ Van Dyk ได้ระบุไว้ในข่าวประชาสัมพันธ์ล่าสุดของนาซ่า, “ การค้นหาต้นกำเนิดที่แท้จริงโดยสุจริตของซูเปอร์โนวาไอซีเป็นรางวัลใหญ่ของการค้นหาต้นกำเนิด ตอนนี้เรามีวัตถุผู้สมัครที่ตรวจจับได้ชัดเจนเป็นครั้งแรก”
ความจริงที่ว่าซูเปอร์โนวา (กำหนด SN 2017ein) ถูกตรวจพบในตอนแรกก็โชคดีเช่นกันตามที่ Kilpatrick อธิบาย:
“ เราโชคดีที่ซูเปอร์โนวาอยู่ใกล้และสว่างมากสว่างกว่าไอโซโทปประเภท Ic ประมาณ 5 ถึง 10 เท่าซึ่งอาจทำให้ต้นกำเนิดง่ายต่อการค้นหา นักดาราศาสตร์ได้สังเกตซุปเปอร์โนวาประเภท Ic แต่พวกมันอยู่ไกลเกินกว่าที่ฮับเบิลจะแก้ไขได้ คุณต้องการหนึ่งในดาวมวลสูงที่สว่างในกาแลคซีใกล้เคียงเพื่อออกไป ดูเหมือนว่าซุปเปอร์โนวาประเภท Ic ส่วนใหญ่มีมวลน้อยกว่าและสว่างน้อยกว่าและนั่นคือเหตุผลที่เราไม่สามารถหามันได้”
จากการประเมินต้นกำเนิดของพวกเขาทั้งสองทีมได้เสนอตัวเลือกที่เป็นไปได้สองอย่างสำหรับข้อมูลประจำตัวของแหล่งที่มา ในอีกด้านหนึ่งพวกเขาบอกว่ามันอาจจะเป็นดาวฤกษ์ขนาดหนักดวงเดียวระหว่าง 45 ถึง 55 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ที่เผาไหม้สว่างและร้อนมากทำให้มันเผาไฮโดรเจนและฮีเลียมออกมาจากชั้นนอกก่อนที่จะเกิดแรงดึงดูดของโลก
ความเป็นไปได้ที่สองคือต้นกำเนิดเป็นระบบเลขฐานสองขนาดใหญ่ที่ประกอบขึ้นจากดาวฤกษ์ที่มีมวลระหว่าง 60 ถึง 80 เท่าของมวลดวงอาทิตย์และคู่ที่มีมวลเท่ากับ 48 ดวง ในสถานการณ์สมมตินี้ดาวฤกษ์มวลสูงกว่าจะถูกแยกออกจากชั้นไฮโดรเจนและฮีเลียมของมันโดยสหายของมันก่อนที่มันจะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา
ความเป็นไปได้ที่สองนั้นค่อนข้างน่าประหลาดใจเนื่องจากไม่ใช่สิ่งที่นักดาราศาสตร์คาดหวังจากแบบจำลองปัจจุบัน เมื่อพูดถึงซูเปอร์โนวา Type I นักดาราศาสตร์คาดว่าระบบดาวคู่จะประกอบด้วยดาวมวลต่ำกว่าซึ่งโดยทั่วไปแล้วจะเป็นดาวนิวตรอนที่มีดาวคู่ที่เหลือลำดับหลักและขยายให้กลายเป็นดาวยักษ์แดง
การค้นพบต้นกำเนิดนี้จึงแก้ไขสิ่งที่ลึกลับสำหรับนักดาราศาสตร์ บางครั้งพวกเขารู้ว่าซูเปอร์โนวา Type Ic นั้นขาดไฮโดรเจนและฮีเลียมและไม่แน่ใจว่าทำไม คำอธิบายที่เป็นไปได้อย่างหนึ่งคือพวกมันถูกลมพัดพาของอนุภาคที่มีประจุ แต่ไม่พบหลักฐานในเรื่องนี้
ความเป็นไปได้อื่น ๆ นั้นเกี่ยวข้องกับระบบดาวคู่โคจรใกล้ที่ซึ่งดาวดวงหนึ่งถูกปลดชั้นนอกของมันก่อนที่มันจะระเบิด แต่ในกรณีนี้พวกเขาพบว่าดาวฤกษ์ที่ถูกปลดออกจากวัตถุนั้นยังคงมีมวลมากพอที่จะระเบิดได้ในที่สุดในฐานะซุปเปอร์โนวา Type Ic
ในฐานะที่เป็น Ori Fox นักวิจัยจากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ (STSI) ในบัลติมอร์และสมาชิกของทีม Van Dyk อธิบายว่า:
“ ยกเลิกสถานการณ์ทั้งสองนี้สำหรับการผลิตซุปเปอร์โนวา Type Ic ที่ส่งผลกระทบต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์และการก่อตัวดาวรวมถึงจำนวนดาวฤกษ์ที่มีการกระจายตัวเมื่อพวกมันเกิดมาและดาวฤกษ์จำนวนมากที่ก่อตัวในระบบดาวคู่ และนั่นเป็นคำถามที่ไม่เพียง แต่นักดาราศาสตร์ที่ศึกษาซุปเปอร์โนวาอยากรู้เท่านั้น แต่นักดาราศาสตร์ทุกคนก็เป็นเช่นนั้น”
ทั้งสองทีมระบุว่าพวกเขาจะไม่สามารถยืนยันตัวตนของดาวต้นกำเนิดได้จนกว่าซุปเปอร์โนวาจะจางหายไปในเวลาประมาณสองปี ในเวลานี้พวกเขาหวังว่าจะใช้ NASA กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ (JWST) ซึ่งมีกำหนดเปิดตัวในปี 2564 เพื่อดูว่าต้นกำเนิดยังคงสว่างมาก (ตามที่คาดไว้) และทำการวัดความสว่างและมวลได้อย่างแม่นยำมากขึ้น
การค้นพบครั้งล่าสุดนี้ไม่เพียง แต่เติมเต็มหลุมบางส่วนในความรู้ของเราเกี่ยวกับวิธีการที่ดาวบางดวงทำงานเมื่อพวกมันถึงจุดสิ้นสุดของช่วงลำดับหลัก แต่ยังเปิดโอกาสให้นักดาราศาสตร์ได้เรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวและวิวัฒนาการของดาวในจักรวาลของเรา . เมื่อกล้องโทรทรรศน์ยุคอนาคตพร้อมใช้งานในอีกไม่กี่ปีข้างหน้านักดาราศาสตร์หวังว่าจะได้รับข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญสำหรับคำถามเหล่านี้
การศึกษานำโดย Van Dyk หัวข้อ“ SN 2017ein และการระบุตัวตนที่เป็นไปได้ครั้งแรกของ Progenitor ประเภทซูเปอร์โนวา Ic” ปรากฏใน วารสาร Astrophysical ในเดือนมิถุนายน การศึกษาครั้งที่สอง“ ผู้ที่มีศักยภาพในการกำเนิด Type Ic supernova 2017ein” ปรากฏตัวใน ประกาศรายเดือนของสมาคมดาราศาสตร์ เมื่อเดือนตุลาคมที่ผ่านมา
