ความประทับใจของศิลปินเกี่ยวกับการระเบิดของ RS Ophiuchi คลิกเพื่อดูภาพขยาย
เมื่อไม่นานมานี้นักดาราศาสตร์ได้สังเกตเห็นว่าดาวฤกษ์ที่มืดสลัว RS Ophiuchi นั้นสว่างเพียงพอที่จะมองเห็นได้โดยไม่มีกล้องโทรทรรศน์ ดาวแคระขาวดวงนี้สว่างขึ้นเช่นนี้ 5 เท่าในรอบ 100 ปีที่ผ่านมาและนักดาราศาสตร์เชื่อว่ามันกำลังจะล่มสลายเป็นดาวนิวตรอน RS Ophiuchi อยู่ในระบบดาวคู่ที่มีดาวยักษ์แดงขนาดใหญ่กว่ามาก ดาวสองดวงอยู่ใกล้กับดาวแคระขาวที่อยู่ภายในซองจดหมายของยักษ์แดงและระเบิดจากภายในดาวทุก ๆ 20 ปี
เมื่อวันที่ 12 กุมภาพันธ์ 2549 นักดาราศาสตร์สมัครเล่นรายงานว่าดาวฤกษ์จาง ๆ ในกลุ่มโอฟิวจัสได้ปรากฏอย่างชัดเจนในท้องฟ้ายามค่ำคืนโดยไม่ต้องใช้กล้องโทรทรรศน์ บันทึกแสดงให้เห็นว่าสิ่งที่เรียกว่าโนวากำเริบนี้ RS Ophiuchi (RS Oph) ซึ่งก่อนหน้านี้มีความสว่างถึงห้าเท่าในช่วง 108 ปีที่ผ่านมาซึ่งล่าสุดเป็นปีที่แล้วในปี 1985 เมื่อไม่นานมานี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศและพื้นดิน
การพูดในวันนี้ (วันศุกร์) ที่การประชุมดาราศาสตร์ RAS แห่งชาติที่ Leicester, ศาสตราจารย์ Mike Bode แห่งมหาวิทยาลัย Liverpool John Moores และ Dr Tim O'Brien จาก Jodrell Bank Observatory จะนำเสนอผลลัพธ์ล่าสุดที่จะฉายแสงใหม่ว่าเกิดอะไรขึ้นเมื่อดาวระเบิด
RS Oph อยู่ห่างจากโลกออกไป 5,000 ปีแสง มันประกอบไปด้วยดาวแคระขาว (แกนกลางหนาแน่นสุดของดาวประมาณขนาดของโลกซึ่งมาถึงจุดสิ้นสุดของขั้นตอนการเผาไหม้ไฮโดรเจนหลักของการวิวัฒนาการและหลั่งชั้นนอกของมัน) ในวงโคจรที่อยู่ใกล้มาก ดาวยักษ์แดงที่ใหญ่กว่า
ดาวสองดวงอยู่ใกล้กันมากจนทำให้ก๊าซที่อุดมด้วยไฮโดรเจนจากชั้นนอกของดาวยักษ์แดงถูกดึงเข้าสู่ดาวแคระอย่างต่อเนื่องโดยมีแรงโน้มถ่วงสูง หลังจากผ่านไปประมาณ 20 ปีมีแก๊สมากพอที่ทำให้เกิดการระเบิดของความร้อนแสนสาหัสที่เกิดขึ้นบนพื้นผิวดาวแคระขาว ในเวลาน้อยกว่าหนึ่งวันพลังงานที่ปล่อยออกมาจะเพิ่มขึ้นเป็น 100,000 เท่าของดวงอาทิตย์และก๊าซที่ได้รับ (หลายเท่ามวลโลก) จะถูกปล่อยออกสู่อวกาศด้วยความเร็วหลายพันกิโลเมตรต่อวินาที
การระเบิดห้าครั้งเช่นศตวรรษนี้สามารถอธิบายได้ถ้าดาวแคระขาวอยู่ใกล้มวลมากที่สุดเท่าที่จะทำได้โดยไม่ยุบตัวเพื่อกลายเป็นดาวนิวตรอนหนาแน่นมากขึ้น
สิ่งที่ผิดปกติอย่างมากใน RS Oph ก็คือยักษ์แดงสูญเสียก๊าซจำนวนมหาศาลในสายลมที่ห่อหุ้มระบบทั้งหมด เป็นผลให้เกิดการระเบิดบนดาวแคระขาวที่เกิดขึ้น“ ข้างใน” บรรยากาศอันยาวนานของสหายและก๊าซที่ถูกปล่อยออกมาแล้วกระแทกเข้ากับมันด้วยความเร็วสูงมาก
ภายในไม่กี่ชั่วโมงหลังจากมีการแจ้งเตือนการระเบิดของ RS Oph ล่าสุดที่ถูกส่งไปยังชุมชนทางดาราศาสตร์ระหว่างประเทศกล้องโทรทรรศน์ทั้งบนพื้นดินและในอวกาศหมุนตัวไปสู่การปฏิบัติ กลุ่มคนเหล่านี้คือดาวเทียม Swift ของนาซ่าซึ่งตามชื่อของมันสามารถนำมาใช้เพื่อตอบสนองอย่างรวดเร็วต่อสิ่งที่เปลี่ยนแปลงบนท้องฟ้า สิ่งที่รวมอยู่ในคลังอาวุธของเครื่องมือคือกล้องโทรทรรศน์ X-ray (XRT) ซึ่งออกแบบและสร้างโดยมหาวิทยาลัยเลสเตอร์
“ เราตระหนักจากการวัดรังสีเอกซ์ไม่กี่ครั้งที่เกิดขึ้นในช่วงปลายปี 2528 การระเบิดนี้เป็นส่วนสำคัญของการสังเกตการณ์ RS Oph โดยเร็วที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้” ศาสตราจารย์ไมค์โบเดอมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูลจอห์นมัวเรสกล่าว การสังเกตการรณรงค์เพื่อการปะทุของปี 1985 และตอนนี้ก็เป็นหัวหน้าทีมติดตามผลของ Swift เกี่ยวกับการระเบิดในปัจจุบัน
“ ความคาดหวังคือแรงกระแทกจะถูกติดตั้งทั้งในวัสดุที่ถูกขับออกและในลมของยักษ์แดงด้วยอุณหภูมิเริ่มแรกสูงถึงประมาณ 100 ล้านองศาเซลเซียส - เกือบ 10 เท่าในแกนกลางของดวงอาทิตย์ เราไม่เคยผิดหวัง!”
การสำรวจครั้งแรกโดย Swift เพียงสามวันหลังจากการระเบิดเริ่มขึ้นเผยให้เห็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่สว่างมาก ในช่วงสองสามสัปดาห์แรกมันก็ยิ่งสว่างขึ้นแล้วก็เริ่มจางลงด้วยสเปกตรัมบอกว่าก๊าซกำลังเย็นลงแม้ว่าจะยังคงอยู่ที่อุณหภูมิหลายสิบล้านองศา สิ่งนี้เป็นสิ่งที่คาดหวังเมื่อเกิดการกระแทกกับลมของยักษ์แดงและชะลอตัวลง จากนั้นมีบางสิ่งที่น่าทึ่งและไม่คาดคิดเกิดขึ้นกับการปล่อยรังสีเอกซ์
“ ประมาณหนึ่งเดือนหลังจากเกิดการระเบิดความสว่างรังสีเอกซ์ของ RS Oph เพิ่มขึ้นอย่างมาก” ดร. จูเลียนออสบอร์นจากมหาวิทยาลัยเลสเตอร์อธิบาย “ นี่น่าจะเป็นเพราะดาวแคระขาวร้อนซึ่งยังคงเผาไหม้เชื้อเพลิงนิวเคลียร์จากนั้นก็ปรากฏตัวผ่านสายลมของยักษ์แดง
“ การไหลของรังสีเอกซ์ใหม่นี้แปรผันอย่างมากและเราสามารถเห็นการเต้นเป็นจังหวะที่ทำซ้ำทุก ๆ 35 วินาทีหรือมากกว่านั้น แม้ว่ามันจะเป็นวันแรก ๆ และข้อมูลก็ยังคงถูกนำมาใช้ แต่ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งสำหรับความแปรปรวนก็คือเนื่องจากความไม่แน่นอนของอัตราการเผาไหม้นิวเคลียร์บนดาวแคระขาว”
ในขณะเดียวกันหอสังเกตการณ์ที่ทำงานที่ความยาวคลื่นอื่นก็เปลี่ยนโปรแกรมเพื่อสังเกตการณ์เหตุการณ์ ดร. ทิมโอไบรอันแห่ง Jodrell Bank Observatory ผู้ทำวิทยานิพนธ์ปริญญาเอกของเขาเมื่อปี 1985 และดร. Stewart Eyres แห่งมหาวิทยาลัย Central Lancashire นำทีมที่ได้รับการสังเกตการณ์วิทยุที่มีรายละเอียดมากที่สุดจนถึงปัจจุบัน เหตุการณ์
“ ในปี 1985 เราไม่สามารถเริ่มสังเกตการณ์ RS Oph จนกระทั่งเกือบสามสัปดาห์หลังจากการปะทุและด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกที่มีความสามารถน้อยกว่าที่เรามีในวันนี้” ดร. โอไบรอันกล่าว
“ การสำรวจทางวิทยุและเอ็กซเรย์จากการปะทุครั้งล่าสุดทำให้เรามองเห็นสิ่งที่เกิดขึ้นขณะที่การปะทุวิวัฒนาการเกิดขึ้น นอกจากนี้ในเวลานี้เราได้พัฒนาแบบจำลองคอมพิวเตอร์ขั้นสูงมากขึ้น การรวมกันของทั้งสองตอนนี้อย่างไม่ต้องสงสัยจะนำไปสู่ความเข้าใจที่ดีขึ้นของสถานการณ์และผลกระทบของการระเบิด
“ ในปี 2549 การสังเกตการณ์ครั้งแรกของเรากับระบบ MERLIN ของสหราชอาณาจักรนั้นเกิดขึ้นเพียงสี่วันหลังจากการระเบิดและแสดงให้เห็นว่าการปล่อยคลื่นวิทยุนั้นสว่างกว่าที่คาดไว้มาก “ ตั้งแต่นั้นมามันก็จางหายไปแล้วก็สว่างขึ้นอีกครั้ง ด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุในยุโรปอเมริกาเหนือและเอเชียตอนนี้ติดตามเหตุการณ์อย่างใกล้ชิดนี่เป็นโอกาสที่ดีที่สุดของเราในการทำความเข้าใจสิ่งที่เกิดขึ้นอย่างแท้จริง "
นอกจากนี้ยังมีการสังเกตการณ์ทางแสงด้วยหอสังเกตการณ์หลายแห่งทั่วโลกรวมถึงกล้องโทรทรรศน์ลิเวอร์พูลหุ่นยนต์ที่ La Palma การสำรวจยังดำเนินการในช่วงความยาวคลื่นที่ยาวขึ้นของส่วนอินฟราเรดของสเปกตรัม
“ เป็นครั้งแรกที่เราสามารถเห็นผลของการระเบิดและผลที่ตามมาจากความยาวคลื่นอินฟราเรดจากอวกาศด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ของนาซ่า” ศาสตราจารย์เนย์อีแวนส์จากมหาวิทยาลัยคีลีหัวหน้าทีมติดตามอินฟราเรดกล่าว
“ ในขณะเดียวกันการสังเกตการณ์ที่เราได้รับมาจากพื้นดินจากกล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดของสหราชอาณาจักรบนยอดภูเขาไฟ Mauna Kea ในฮาวายแล้วเกินกว่าข้อมูลที่เรามีในระหว่างการปะทุของปี 1985
“ ลมยักษ์สีแดงที่น่าตกใจและวัสดุที่ถูกปล่อยออกมาในการระเบิดไม่เพียง แต่เกิดจากรังสีเอกซ์, แสงและคลื่นวิทยุเท่านั้น แต่ยังอยู่ในอินฟราเรดผ่านทางเส้นโคโรนา (เรียกอีกอย่างว่าพวกมันโดดเด่นในดวงอาทิตย์มาก โคโรนาร้อน) สิ่งเหล่านี้จะมีความสำคัญในการกำหนดองค์ประกอบมากมายในวัสดุที่ถูกปล่อยออกมาในการระเบิดและเพื่อยืนยันอุณหภูมิของก๊าซร้อน”
26 กุมภาพันธ์ 2549 เป็นไฮไลต์ของการรณรงค์เชิง ในสิ่งที่จะต้องเป็นเหตุการณ์ที่ไม่ซ้ำกันแน่นอนสี่ดาวเทียมอวกาศรวมทั้งหอวิทยุทั่วโลกสังเกต RS Oph ในวันเดียวกัน
“ ดาวดวงนี้ไม่สามารถระเบิดได้ในเวลาที่ดีสำหรับการศึกษาภาคพื้นดินและอวกาศจากเหตุการณ์ที่มีการเปลี่ยนแปลงทุกครั้งที่เราดู” ศาสตราจารย์ Sumner Starrfield จาก Arizona State University ผู้เป็นหัวหน้าฝ่ายความร่วมมือสหรัฐฯ . “ เราทุกคนตื่นเต้นและแลกเปลี่ยนอีเมลจำนวนมากทุกวันพยายามที่จะเข้าใจว่าเกิดอะไรขึ้นในวันนั้นและทำนายพฤติกรรมในวันถัดไป”
สิ่งที่ชัดเจนคือ RS Oph นั้นทำตัวเหมือนซูเปอร์โนวา“ Type II” ที่หลงเหลืออยู่ ซูเปอร์โนวา Type II เป็นตัวแทนของการตายอย่างรุนแรงของดาวอย่างน้อย 8 เท่ามวลดวงอาทิตย์ พวกเขายังนำวัสดุความเร็วสูงออกมาซึ่งทำปฏิกิริยากับสภาพแวดล้อม อย่างไรก็ตามวิวัฒนาการเต็มรูปแบบของเศษซากซุปเปอร์โนวานั้นใช้เวลาหลายหมื่นปี ใน RS Oph วิวัฒนาการนี้เกิดขึ้นต่อหน้าต่อตาเราเร็วกว่า 100,000 เท่า
“ ในปีพ. ศ. 2549 การระเบิดของ RS Oph เรามีโอกาสพิเศษที่จะเข้าใจสิ่งต่าง ๆ อย่างเต็มที่เช่นการระเบิดของเทอร์โมนิวเคลียร์และจุดสิ้นสุดของวิวัฒนาการของดาว” ศาสตราจารย์โบเดอกล่าว
“ ด้วยเครื่องมือที่ใช้ในการสังเกตขณะที่เราจัดการความพยายามของเราเมื่อ 21 ปีที่แล้วดูค่อนข้างดั้งเดิมโดยการเปรียบเทียบ”
แหล่งต้นฉบับ: RAS News Release
