ซูเปอร์โนวาหายากฉีกดาว เผยโครงสร้างภายใน
เมื่อวันที่ 6 กันยายน 2021 Steve Schulze นักวิจัยจาก Northwestern University กำลังมองหาสูเปอร์โนวาใหม่ๆ และได้พบกับการระเบิดที่แปลกประหลาดซึ่งทิ้งซากศพที่เปิดเปลือยอย่างมากไว้เบื้องหลัง ดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายดวงนี้มีการตายที่ค่อนข้างเครียด โดยเปลือกลอกออกไปจนถึงกระดูกดาวฤกษ์และเปิดเผยชั้นใน “เราสังเกตได้อย่างรวดเร็วว่าซูเปอร์โนวานี้ไม่เหมือนกับที่เราเคยเห็นมาก่อน” Schulze กล่าวกับ Gizmodo
เมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ใกล้ถึงจุดจบ พวกมันจะพัฒน โครงสร้างของเปลือกที่ประกอบด้วยองค์ประกอบต่างๆ เปลือกเหล่านั้นสังเกตได้ยาก เนื่องจากการระเบิดของดาวฤกษ์จะผสมชั้นต่างๆ เข้าด้วยกัน เป็นครั้งแรกที่นักดาราศาสตร์สามารถมองเห็นชั้นที่แตกต่างกันซึ่งประกอบกันเป็นดาวฤกษ์ได้ผ่านซูเปอร์โนวาที่เพิ่งค้นพบใหม่ ซึ่งมีชื่อว่า 2021yfj และมันไม่เหมือนกับที่พวกเขาคาดไว้ การค้นพบนี้มีรายละเอียดอยู่ใน บทความ ใหม่ในวารสาร Nature ท้าทายแบบจำลองที่มีอยู่ของวงจรชีวิตของดาวฤกษ์และกระบวนการที่นำไปสู่การระเบิดที่รุนแรงของพวกมัน
เมื่อดาวฤกษ์ถือกำเนิดขึ้น พวกมันจะเป็นลูกบอลไฮโดรเจนที่ส่องแสง เนื่องจากความดันและอุณหภูมิที่แกนกลางของดาวฤกษ์ ไฮโดรเจนจึงรวมตัวกันเป็นฮีเลียม ซึ่งจะเปลี่ยนเป็นคาร์บอนและอื่นๆ จนกระทั่งผลิตธาตุเหล็กที่แกนกลาง “สิ่งนี้จะเปลี่ยนดาวฤกษ์ให้กลายเป็นโครงสร้างแบบเป็นชั้น” Schulze กล่าว ชั้นที่อุดมด้วยออกซิเจน ซิลิคอน และซัลเฟอร์ถูกฝังอยู่ใต้สสารอื่นๆ อีกมากมาย และก่อตัวขึ้นเพียงไม่กี่เดือนก่อนที่ดาวฤกษ์จะระเบิด ทำให้ไม่สามารถสังเกตได้โดยตรง จนกระทั่งบัดนี้
Zwicky Transient Facility ในซานดิเอโก แคลิฟอร์เนีย เป็นผู้พบเห็นซูเปอร์โนวา 2021yfj เป็นครั้งแรกขณะตรวจสอบท้องฟ้ายามค่ำคืนทุกๆ สองถึงสามวัน หลังจากการสังเกตการณ์เบื้องต้น นักวิจัยที่อยู่เบื้องหลังการค้นพบนี้เริ่มดำเนินการระบุคุณสมบัติลึกลับของสเปกตรัม และพบว่าคุณสมบัติเหล่านั้นผลิตขึ้นโดยซิลิคอน ซัลเฟอร์ และอาร์กอน พวกเขายังตรวจพบร่องรอยของฮีเลียมในสเปกตรัมของซูเปอร์โนวาด้วย “ฮีเลียมใดๆ ควรถูกใช้ไปในระหว่างขั้นตอนการหลอมรวมก่อนหน้านี้” Schulze กล่าว “ดังนั้น การตรวจจับฮีเลียมในสเปกตรัมของ SN 2021yfj จึงเป็นเรื่องที่น่าฉงนอย่างยิ่ง”
การสังเกตดาวฤกษ์ที่เปลือกลอกออกไปจนถึงชั้นที่อุดมด้วยออกซิเจนและซิลิคอนบ่งบอกถึงกระบวนการลอกเปลือกที่หายากมาก ซึ่งอาจเกิดขึ้นได้เนื่องจากลมดาวฤกษ์ที่รุนแรง การปะทุ หรือปฏิสัมพันธ์กับดาวฤกษ์คู่หู ตามที่นักวิจัยกล่าว
“นี่เป็นครั้งแรกที่เราสังเกตเห็นเปลือกชั้นในของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ ซึ่งมีความสำคัญต่อการทดสอบและปรับปรุงแบบจำลองวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ของเรา” Schulze กล่าว “การสังเกตดาวฤกษ์ที่เปลือกลอกออกและซูเปอร์โนวามีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการปรับปรุงและตรวจสอบความถูกต้องของแบบจำลองวิวัฒนาการของดาวฤกษ์”
“SN 2021yfj เผยให้เห็นว่าความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่และจุดจบของพวกมันยังไม่สมบูรณ์” เขากล่าวเสริม
ซูเปอร์โนวาหายากฉีกดาว เผยโครงสร้างภายใน
ผลกระทบจากการค้นพบซูเปอร์โนวาหายากฉีกดาว
การค้นพบครั้งนี้ไม่เพียงแต่ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับการตายของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เท่านั้น แต่ยังช่วยให้เราเข้าใจถึงกระบวนการภายในที่เกิดขึ้นภายในดาวฤกษ์เหล่านั้นอีกด้วย การที่นักวิทยาศาสตร์สามารถสังเกตชั้นต่างๆ ที่ประกอบขึ้นเป็นดาวฤกษ์ได้โดยตรงถือเป็นความก้าวหน้าครั้งสำคัญในด้านดาราศาสตร์
ซูเปอร์โนวาหายากฉีกดาวเช่น SN 2021yfj เป็นเหมือนหน้าต่างที่เปิดสู่ภายในของดาวฤกษ์ ทำให้เราเห็นองค์ประกอบและโครงสร้างที่ปกติแล้วจะถูกซ่อนไว้ การศึกษาซูเปอร์โนวาหายากฉีกดาว เหล่านี้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถปรับปรุงแบบจำลองวิวัฒนาการของดาวฤกษ์และทำความเข้าใจกระบวนการที่นำไปสู่การระเบิดของดาวฤกษ์ได้ดีขึ้น
นอกจากนี้ การค้นพบนี้ยังเน้นย้ำถึงความสำคัญของการสังเกตการณ์อย่างต่อเนื่องในท้องฟ้ายามค่ำคืน Zwicky Transient Facility ซึ่งค้นพบ SN 2021yfj เป็นตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมของการใช้เทคโนโลยีขั้นสูงในการตรวจจับปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่เกิดขึ้นเพียงชั่วครู่ การค้นพบซูเปอร์โนวาหายากฉีกดาวนี้เป็นข้อพิสูจน์ว่ายังมีอีกมากมายที่เรายังไม่รู้เกี่ยวกับจักรวาล และการสำรวจอย่างต่อเนื่องเท่านั้นที่จะช่วยให้เราไขปริศนาเหล่านี้ได้