เป็นเวลาเกือบหนึ่งศตวรรษที่นักดาราศาสตร์ได้ศึกษาซุปเปอร์โนวาด้วยความสนใจอย่างมาก เหตุการณ์ที่น่าอัศจรรย์เหล่านี้เป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อดาวเข้าสู่ช่วงสุดท้ายของอายุการใช้งานและการยุบตัวของดาวฤกษ์หรือถูกดาวฤกษ์สหายของชั้นนอกของมันชี้ไปยังจุดที่มันผ่านการยุบตัวของแกนกลาง ในทั้งสองกรณีเหตุการณ์นี้มักจะนำไปสู่การปล่อยวัสดุจำนวนมากไม่กี่เท่ามวลดวงอาทิตย์ของเรา
อย่างไรก็ตามเมื่อไม่นานมานี้ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติได้พบกับซุปเปอร์โนวาที่น่าประหลาดใจและคร่าวๆ การสำรวจของพวกเขาบ่งชี้ว่าซุปเปอร์โนวานั้นเกิดจากดาวข้างเคียงที่มองไม่เห็นซึ่งน่าจะเป็นดาวนิวตรอนที่หลุดออกจากดาวฤกษ์วัสดุนั้น นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์ได้เห็นการเกิดของระบบดาวคู่นิวตรอนขนาดกะทัดรัด
การศึกษาเรื่อง“ ซูเปอร์โนวาที่ร้อนแรงและเร็วที่สุดซึ่งน่าจะก่อตัวเป็นดาวคู่นิวตรอนขนาดกะทัดรัด” เพิ่งปรากฏในวารสาร วิทยาศาสตร์. การศึกษานำโดย Kishalay De นักศึกษาระดับปริญญาโทจากภาควิชาฟิสิกส์ดาราศาสตร์ของ Caltech และรวมถึงสมาชิกจากศูนย์การบินอวกาศของนาซาก็อดดาร์ดและห้องปฏิบัติการ Jet Propulsion สถาบันวิทยาศาสตร์ Weizmann สถาบันวิทยาศาสตร์ Max Planck สำหรับสถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์ลอเรนซ์เบิร์กลีย์ และมหาวิทยาลัยและหอดูดาวหลายแห่ง
การวิจัยของทีมดำเนินการเป็นหลักในห้องปฏิบัติการของ Mansi Kasliwal ผู้ช่วยศาสตราจารย์ด้านดาราศาสตร์ที่ Caltech และผู้เขียนร่วมในการศึกษา นอกจากนี้เธอยังเป็นผู้ตรวจสอบหลักของโครงการถ่ายทอดผลการสังเกตการณ์ที่เกิดขึ้นทั่วโลกของคาลเทคซึ่งนำโดยคาลเทคซึ่งเป็นความร่วมมือทางดาราศาสตร์ระหว่างประเทศที่มุ่งเน้นศึกษาฟิสิกส์ของเหตุการณ์ชั่วคราว (อายุสั้น) เช่นซุปเปอร์โนวาดาวนิวตรอน การควบรวมของหลุมและดาวเคราะห์น้อยใกล้โลก
เพื่อประโยชน์ในการศึกษาของพวกเขาทีมสำรวจเหตุการณ์ซูเปอร์โนวาที่รู้จักกันในชื่อ iPTF 14gqr ซึ่งปรากฏในเขตชานเมืองของดาราจักรชนิดก้นหอยประมาณ 920 ล้านปีแสงจากโลก ในระหว่างการสังเกตพวกเขาพบว่าซูเปอร์โนวาส่งผลให้มีการปล่อยสสารจำนวนเล็กน้อยพอสมควร - ประมาณหนึ่งในห้าของมวลดวงอาทิตย์ นี่เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจอย่างที่ Kasliwali ระบุในการแถลงข่าวล่าสุดของ Caltech:
“ เราเห็นแกนกลางของดาวมวลสูงล่มสลาย แต่เราเห็นว่ามีมวลน้อยออกมา เราเรียกสิ่งนี้ว่าซุปเปอร์โนวาแบบห่อหุ้มซองและคาดว่ามันมีมานานแล้ว นี่เป็นครั้งแรกที่เราได้เห็นการล่มสลายหลักของดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่ไม่น่าเชื่อ”
เหตุการณ์นี้ผิดปกติเพราะเพื่อให้ดาวยุบแกนกลางของพวกเขาต้องถูกห่อหุ้มด้วยวัสดุจำนวนมากไว้ล่วงหน้า นี่ทำให้เกิดคำถามว่าดาวที่หายไปมีมวลหายไปได้อย่างไร จากการสำรวจพวกเขาพบว่าดาวแคระขาว (ดาวแคระขาวหรือดาวนิวตรอน) จะต้องดูดมันออกไปตามกาลเวลา
สถานการณ์นี้เป็นสิ่งที่นำไปสู่ซุปเปอร์โนวาประเภทที่ 1 ซึ่งเกิดขึ้นในระบบดาวคู่ซึ่งประกอบด้วยดาวนิวตรอนและดาวยักษ์แดง ในกรณีนี้ทีมไม่สามารถมองเห็นดาวคู่นิวตรอนได้ แต่ให้เหตุผลว่ามันต้องก่อตัวขึ้นในวงโคจรกับดาวดวงอื่นดังนั้นจึงก่อตัวเป็นระบบดาวคู่ดั้งเดิม ซึ่งหมายความว่าโดยการสังเกต iPTF 14gqr ทีมได้เห็นการเกิดของระบบดาวคู่ที่ประกอบด้วยดาวนิวตรอนขนาดกะทัดรัดสองดวง
ยิ่งไปกว่านั้นความจริงที่ว่าดาวนิวตรอนทั้งสองนี้อยู่ใกล้กันมากหมายความว่าพวกมันจะรวมกันในเหตุการณ์คล้าย ๆ กับที่เกิดขึ้นในปี 2560 หรือที่รู้จักกันในชื่อ "เหตุการณ์ kilonova" การควบรวมครั้งนี้เป็นเหตุการณ์จักรวาลครั้งแรก ดูได้ทั้งในคลื่นความโน้มถ่วงและคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า การสังเกตติดตามยังชี้ให้เห็นว่าการควบรวมกิจการน่าจะส่งผลให้เกิดการก่อตัวของหลุมดำ
สิ่งนี้จะสร้างโอกาสสำหรับการสำรวจในอนาคตซึ่งจะรับชม iPTF 14gqr เพื่อดูว่าเกิดเหตุการณ์กิโลโนวาอีกหรือไม่และสร้างหลุมดำอีกหลุมหนึ่ง เหนือสิ่งอื่นใดความจริงที่ว่าทีมสามารถสังเกตการณ์เหตุการณ์ทั้งหมดได้ค่อนข้างโชคดีเนื่องจากปรากฏการณ์เหล่านี้เป็นของหายาก (คิดเป็นเพียง 1% ของเหตุการณ์ซูเปอร์โนวา) และอายุสั้น ตามที่อธิบายไว้:
“ คุณต้องการการสำรวจชั่วคราวที่รวดเร็วและเครือข่ายนักดาราศาสตร์ทั่วโลกที่ประสานงานกันเพื่อจับภาพช่วงแรกของซุปเปอร์โนวา หากไม่มีข้อมูลในวัยเด็กเราก็ไม่สามารถสรุปได้ว่าการระเบิดจะต้องเกิดขึ้นในแกนกลางยุบตัวของดาวมวลสูงที่มีซองจดหมายประมาณ 500 เท่าของรัศมีดวงอาทิตย์ "
เหตุการณ์ถูกตรวจพบครั้งแรกโดย Palomar Observatory ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของ Palomar Transient Factory (iPTF) ซึ่งเป็นความร่วมมือทางวิทยาศาสตร์ที่หอสังเกตการณ์ทั่วโลกตรวจสอบจักรวาลสำหรับเหตุการณ์จักรวาลระยะสั้นเช่นซุปเปอร์โนวา ขอบคุณ iPTF ที่ดำเนินการสำรวจทุกคืนกล้องโทรทรรศน์ Palomar จึงสามารถตรวจจับ iPTF 14gqr ได้ไม่นานหลังจากที่มันไปยังซูเปอร์โนวา
ความร่วมมือดังกล่าวยังทำให้มั่นใจได้ว่าเมื่อกล้องโทรทรรศน์ Palomar ไม่สามารถมองเห็นได้อีกต่อไป (เนื่องจากการหมุนของโลก) ทำให้หอสังเกตการณ์อื่น ๆ สามารถติดตามและติดตามวิวัฒนาการของมันได้ เมื่อมองไปข้างหน้า Zwicky Transient Facility (ซึ่งเป็นผู้สืบทอดของ Palomar Observatory สำหรับ iPTF) จะทำการสำรวจท้องฟ้าที่บ่อยขึ้นและกว้างขึ้นโดยหวังว่าจะได้เห็นเหตุการณ์ที่หายากเหล่านี้มากขึ้น
การสำรวจเหล่านี้ในการประสานงานกับความพยายามในการติดตามโดยเครือข่ายเช่นการเจริญเติบโตจะช่วยให้นักดาราศาสตร์ศึกษาว่าระบบไบนารีขนาดเล็กวิวัฒนาการ สิ่งนี้จะนำไปสู่ความเข้าใจที่มากขึ้นไม่เพียง แต่วัตถุเหล่านี้จะมีปฏิสัมพันธ์อย่างไร แต่ยังให้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีสร้างคลื่นความโน้มถ่วงและหลุมดำบางประเภท
