ดาวพฤหัสฯ เหวี่ยงอนุภาคเกือบเท่าความเร็วแสงได้อย่างไร

เคยสงสัยไหมครับว่าจักรวาลอันกว้างใหญ่มีกลไกอะไรที่ซ่อนอยู่? ล่าสุดนักดาราศาสตร์ได้ค้นพบความลับที่น่าทึ่งจากดาวพฤหัสบดี เกี่ยวกับเรื่องที่ดาวพฤหัสฯ เหวี่ยงอนุภาคเกือบเท่าความเร็วแสงได้อย่างไร ซึ่งงานวิจัยชิ้นใหม่ชี้ให้เห็นว่าดาวพฤหัสบดีทำหน้าที่เหมือนเครื่องเร่งอนุภาคตามธรรมชาติขนาดยักษ์ที่เราสามารถศึกษาได้จากใกล้ๆ บ้านเราเองนี่แหละครับ

ความลับเมื่อดาวพฤหัสฯ เหวี่ยงอนุภาคเกือบเท่าความเร็วแสง

ทีมนักวิจัยได้ตีพิมพ์ผลงานในวารสาร Nature โดยใช้ข้อมูลจากยานอวกาศ Juno ของ NASA เพื่อศึกษาบริเวณที่เรียกว่า “Bow Shock” ซึ่งเป็นเขตแดนที่สนามแม่เหล็กของดาวพฤหัสบดีปะทะเข้ากับลมสุริยะ บริเวณนี้เองที่เกิดปรากฏการณ์สุดพิสดาร เพราะแทนที่อนุภาคส่วนใหญ่จะถูกเร่งความเร็วที่แนวปะทะโดยตรง แต่มันกลับถูกเร่งในบริเวณที่เรียกว่า “Foreshock” ซึ่งเป็นโซนปั่นป่วนที่เหวี่ยงอิเล็กตรอนให้พุ่งเร็วเกือบเท่าแสง!

ทำไมการค้นพบนี้ถึงสำคัญต่อจักรวาล?

กระบวนการที่เกิดขึ้นรอบดาวพฤหัสบดีไม่ได้จำกัดอยู่แค่ในดาวเคราะห์ดวงนี้เท่านั้น แต่นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามันเป็นต้นแบบของกลไกที่เกิดขึ้นในส่วนอื่นๆ ของจักรวาล ไม่ว่าจะเป็นบริเวณรอบดาวฤกษ์เกิดใหม่ หรือซากซูเปอร์โนวาที่รุนแรง การเข้าใจเรื่องดาวพฤหัสฯ เหวี่ยงอนุภาคเกือบเท่าความเร็วแสงได้อย่างไร จึงช่วยให้เราไขปริศนาพลังงานมหาศาลของรังสีคอสมิกที่พุ่งชนโลกเราอยู่ทุกวี่ทุกวันได้ดียิ่งขึ้นครับ

สิ่งที่ทีมวิจัยพบมีประเด็นน่าสนใจดังนี้:

• ธรรมชาติคือห้องทดลอง: อวกาศมีความว่างเปล่าสูง แต่สนามแม่เหล็กทำให้เกิด “Collisionless shocks” ที่เร่งอนุภาคให้มีพลังงานสูงได้
• การตีกลับของอนุภาค: อนุภาคไม่ได้พุ่งไปครั้งเดียวจบ แต่มีการเด้งไปเด้งมาในบริเวณ Foreshock จนได้รับพลังงานมหาศาลในทุกๆ รอบ
• การเชื่อมโยงข้ามขนาด: โมเดลนี้สามารถประยุกต์ใช้กับวัตถุที่มีขนาดเล็กลงไปจนถึงขนาดมหึมาในจักรวาลได้อย่างน่าทึ่ง

แม้การส่งยานไปศึกษาซูเปอร์โนวาที่ห่างไกลจะเป็นเรื่องยาก แต่การมีดาวพฤหัสบดีเป็น “ห้องทดลองใกล้บ้าน” ทำให้เราเห็นภาพชัดเจนที่สุดว่าธรรมชาตินั้นโหดร้ายและทรงพลังเพียงใด ข้อมูลจากยาน Juno รวมถึงโปรเจกต์อนาคตอย่าง Europa Clipper และ JUICE จะช่วยให้เราเข้าใจความลับนี้ได้ลึกซึ้งขึ้นไปอีกขั้น

ในมุมมองของผม นี่คือเครื่องพิสูจน์ว่าจักรวาลนั้นเชื่อมโยงกันด้วยกฎฟิสิกส์เพียงชุดเดียว ไม่ว่าจะเป็นก้อนหินที่ลอยอยู่ในสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ หรือการระเบิดของดาวฤกษ์ที่ห่างออกไปหลายล้านปีแสง ความพยายามในการทำความเข้าใจจุดเล็กๆ รอบตัวเรานี่แหละครับ คือกุญแจสำคัญที่จะไขความลับของทั้งจักรวาล หากคุณเป็นคนหนึ่งที่หลงใหลในดาราศาสตร์ อย่าลืมติดตามผลงานการค้นพบใหม่ๆ ของยานสำรวจอวกาศกันต่อไปนะครับ เพราะทุกความก้าวหน้าอาจนำไปสู่บทเรียนที่ยิ่งใหญ่กว่าที่เราจินตนาการไว้มากเลยทีเดียว

ที่มา – Jupiter Flings Particles to Nearly the Speed of Light. The Weird Part Is How