ดาวระเบิด! ใน 26 ชั่วโมงแรกหลังระเบิด

นักดาราศาสตร์ได้บันทึกภาพที่ไม่เคยมีมาก่อนของดาวฤกษ์มวลมหาศาลที่กำลังดับสูญ

เพียง 26 ชั่วโมงหลังจากการตรวจพบซูเปอร์โนวา SN 2024ggi เป็นครั้งแรกในเดือนเมษายน 2024 หอดูดาว European Southern Observatory (ESO) ได้เล็งกล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope (VLT) ในชิลีไปที่ปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่น่าทึ่งนี้ ซูเปอร์โนวา คือการระเบิดครั้งสุดท้ายของดาวฤกษ์ และ VLT ของ ESO สามารถจับภาพเหตุการณ์นี้ได้ในขณะที่มันเพิ่งเริ่มต้นขึ้น – ในขณะที่การระเบิดกำลังเกิดขึ้นบนพื้นผิวดาว การค้นพบนี้เผยให้เห็นเป็นครั้งแรกถึงรูปร่างของซูเปอร์โนวาในระยะแรกเริ่ม

นี่เป็นข่าวดีสำหรับนักวิจัยเพราะ “รูปทรงของการระเบิดของซูเปอร์โนวาให้ข้อมูลพื้นฐานเกี่ยวกับการวิวัฒนาการของดาวฤกษ์และกระบวนการทางกายภาพที่นำไปสู่ดอกไม้ไฟจักรวาลเหล่านี้” ยี่หยาง นักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัย Tsinghua และผู้ร่วมเขียนการศึกษาที่ตีพิมพ์ใน Science Advances กล่าวใน แถลงการณ์ ของ ESO

ถึงแม้ซูเปอร์โนวาจะเป็นที่รู้จักกันดี แต่นักวิจัยยังคงถกเถียงกันถึงวิธีการที่ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ – ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์แปดเท่า – กลายเป็นซูเปอร์โนวา เมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เชื้อเพลิงหมด แกนกลางของมันจะยุบตัวลง และเปลือกนอกที่ห่อหุ้มมวลจะตกลงมาก่อนที่จะกระเด้งออกในการกระแทกที่แพร่ออกไปด้านนอกและปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลเมื่อมันทะลุผ่านพื้นผิวดาว นั่นคือตอนที่ซูเปอร์โนวาสว่างและสังเกตได้

“การตายของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่เกิดจากการกระแทกที่เกิดจากการไหลเข้าซึ่งทำลายดาวฤกษ์ วิธีการที่การกระแทกดังกล่าวถูกปล่อยออกมาและแพร่กระจายผ่านดาวฤกษ์เป็นปริศนามานานหลายทศวรรษ” หยางและเพื่อนร่วมงานเขียนไว้ในการศึกษา ซูเปอร์โนวา SN 2024ggi อยู่ห่างออกไปเพียง 22 ล้านปีแสงในกาแล็กซี NGC 3621 ซึ่งไม่ไกลนักตามมาตรฐานทางดาราศาสตร์ ก่อนที่จะระเบิด มันคือดาวซูเปอร์ไจแอนต์สีแดงที่มีมวล 12 ถึง 15 เท่าของดวงอาทิตย์และมีรัศมีใหญ่กว่า 500 เท่า

ทีมงานสามารถจับภาพรูปร่าง “breakout” ที่มีอายุสั้น – ก่อนที่การปะทุจะทำปฏิกิริยากับสสารรอบข้าง – ได้เป็นครั้งแรกด้วยเทคนิคที่เรียกว่า spectropolarimetry เทคนิคนี้ “ให้ข้อมูลเกี่ยวกับรูปทรงของการระเบิดที่การสังเกตประเภทอื่นไม่สามารถให้ได้” Lifan Wang ผู้ร่วมเขียนการศึกษาและนักดาราศาสตร์จาก Texas A&M University อธิบาย

ถ้าคุณกำลังจินตนาการถึงภาพถ่ายที่มีรายละเอียดของการระเบิดสีสันสดใส นั่นไม่ใช่สิ่งที่เรากำลังพูดถึงที่นี่ (ภาพเด่นด้านบนเป็นการตีความของศิลปินตามข้อมูลใหม่) ซูเปอร์โนวาปรากฏเป็นจุดเดียว แต่นักวิจัยสามารถสร้างรูปทรงของมันขึ้นใหม่จากการโพลาไรเซชันของแสง กล่าวง่ายๆ คือ โพลาไรเซชันเป็นคุณสมบัติของอนุภาคแสงที่ในบางกรณีช่วยให้นักวิจัยอนุมานรูปร่างของดาวฤกษ์หรือซูเปอร์โนวาที่เปล่งแสงได้

ทีมงานพบว่าการระเบิดครั้งแรกมีรูปร่างคล้ายมะกอก และเมื่อสสารแพร่กระจายออกไปด้านนอกและกระทบกับสสารรอบดาว มันก็แบนลงแต่ยังคงแกนสมมาตรเดิมไว้ “การค้นพบเหล่านี้ชี้ให้เห็นถึงกลไกทางกายภาพร่วมกันที่ขับเคลื่อนการระเบิดของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่จำนวนมาก ซึ่งแสดงให้เห็นถึงสมมาตรตามแนวแกนที่กำหนดไว้อย่างดีและทำหน้าที่ในวงกว้าง” หยางกล่าว

ด้วยผลลัพธ์เหล่านี้ นักดาราศาสตร์จึงสามารถตัดรูปแบบซูเปอร์โนวาในปัจจุบันออกไปได้หลายรูปแบบและปรับปรุงรูปแบบอื่นๆ ให้ดีขึ้น โดยมุ่งเน้นไปที่ลักษณะที่แน่นอนของการระเบิดที่ทรงพลังเหล่านี้