กล้องโทรทรรศน์อวกาศ Einstein Probe ได้ใช้เทคนิคเลนส์ตากั้งในการจับภาพแฟลชเอกซเรย์จากคู่หูดาวฤกษ์ที่หาได้ยาก การค้นพบนี้เปิดเส้นทางใหม่ในการศึกษาดาวฤกษ์มวลสูงว่ามีปฏิสัมพันธ์และวิวัฒนาการอย่างไร พร้อมยืนยันความสามารถพิเศษของเลนส์แบบตากั้งที่ทำให้ตรวจจับสิ่งไม่เคยตรวจจับได้มาก่อน

คู่หูแปลกประหลาดที่กล่าวมานั้นเป็นคู่หูที่มีดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเรา 10 เท่า กับดาวแคระขาวขนาดเล็กที่มีมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ของเรา ซึ่งจวบจนตอนนี้เราพบดาวฤกษ์คู่ที่มีความสัมพันธ์ในลักษณะนี้เพียงเล็กน้อยเท่านั้น และนี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สามารถติดตามการปล่อยเอกซเรย์จากคู่หูนี้ตั้งแต่การปะทุอย่างกะทันหันไปจนถึงการจางหาย

ภาพสังเกตการณ์ทางช้างเผือกภาพแรกจากกล้อง WXT บนไอน์สไตน์ โพรบ ที่แสดงจุดแสงคล้ายเครื่องหมายกากบาทที่แสดงถึงวัตถุที่ปลดปล่อยรังสีเอกซ์ออกมา

เมื่อวันที่ 27 พฤษภาคม 2024 กล้องโทรทรรศน์เอกซเรย์มุมกว้าง (WXT) ที่มีลักษณะเป็นตากั้งบนกล้องโทรทรรศน์ไอน์สไตน์โพรบ (Einstein Probe) ได้ตรวจพบแหล่งกำเนิดเอกซเรย์จากบริเวณ เมฆแมเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud หรือ SMC) ซึ่งลำแสงปริศนานี้ได้รับการตั้งชื่อ EP J0052 ต่อมานักวิทยาศาสตร์จึงหันกล้องโทรทรรศน์ติดตามเอกซเรย์ (Follow-up X-ray Telescope) ของ Einstein Probe ไปยังตำแหน่งดังกล่าว

หลังจากการค้นพบนี้ กล้องโทรทรรศน์อวกาศ NICER และ Swift ของ NASA ก็ได้หันไปยังตำแหน่งเดียวกันเพื่อสังเกตการณ์วัตถุนี้ด้วย พร้อมทั้งกล้องโทรทรรศน์ XMM-Newton ของ ESA ก็ได้ติดตามเพิ่มเติมหลังจากนั้น ซึ่งสำรวจหลังจากเหตุการณ์แสงแฟลชปะทุไปได้ 18 วัน การสำรวจของ XMM-Newton นั้นไม่ได้พบการปะทุอีกแล้ว นั่นหมายความว่าการปะทุนั้นได้จบลงไปแล้ว

ภาพวาดกล้องโทรทรรศน์อวกาศไอน์สไตน์ โพรบ

WXT เป็นกล้องโทรทรรศน์เดียวในปัจจุบันที่สามารถจับเอกซเรย์พลังงานต่ำได้ด้วยความไวที่เพียงพอในการตรวจจับแหล่งกำเนิดใหม่นี้ ช่วงแรกนักวิทยาศาสตร์คาดว่า EP J0052 อาจเป็นระบบดาวคู่ประเภทที่รู้จักกันดี อันได้แก่ดาวนิวตรอนที่ดูดกลืนสสารจากดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่อยู่ใกล้เคียง แต่ข้อมูลที่ได้รับกลับชี้ไปในทิศทางที่แตกต่างออกไป

ตั้งแต่ Einstein Probe ตรวจจับแหล่งกำเนิดใหม่นี้ตั้งแต่แสงแฟลชแรก ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถวิเคราะห์ข้อมูลจากเครื่องมือต่าง ๆ ได้ตามแต่ละช่วงเวลา จากการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงของแสงเอกซเรย์ในช่วงคลื่นที่หลากหลายตลอดระยะเวลา 6 วัน ทำให้เราสามารถระบุองค์ประกอบภายในสสารที่ปะทุออกมาได้ ได้แก่ ไนโตรเจน ออกซิเจน และนีออน

ภาพตัดขวางจำลองของดาวแคระขาวที่ภายในมีโครงสร้างที่หนาแน่นคล้ายกับเพชร

การค้นพบการมีอยู่ของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กับดาวแคระขาวนี้เป็นการค้นพบคู่หูความสัมพันธ์ที่แปลกประหลาดเพราะจากการคำนวณนั้นพบว่าดาวฤกษ์ยักษ์นี้น่าจะมีอายุสั้นเพียงแค่ 20 ล้านปีเท่านั้น แต่ดาวฤกษ์ที่กลายสภาพเป็นดาวแคระขาวได้นั้นควรจะมีอายุยืนยาวที่หลักหลายพันล้านปีเหมือนกับดวงอาทิตย์ของเรา ทำให้เกิดคำถามขึ้นมาว่าอะไรทำให้ดาวฤกษ์ที่มีมวลมากและอายุสั้นถึงสามารถส่องสว่างได้อยู่แต่คู่หูของมันที่ดาวฤกษ์มวลน้อยเหมือนกับดวงอาทิตย์ของเรานั้นกลับได้ตายไปแล้ว

การปะทุที่สั้นและองค์ประกอบที่พบอย่างนีออนและออกซิเจน บ่งชี้ว่าดาวแคระขาวดวงนี้มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ประมาณ 20% ใกล้เคียงกับขีดจำกัดของจันทรเศขร (Chandrasekhar Limit) ซึ่งหากมีมวลมากกว่านี้ ตัวดาวอาจยุบตัวกลายเป็นดาวนิวตรอน หรือระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา

การค้นพบนี้เป็นบทพิสูจน์เทคนิคกล้องโทรทรรศน์แบบตากั้งว่าสามารถตรวจจับปรากฏการณ์แสงแฟลชรังสีเอกซ์พลังงานต่ำได้อย่างที่ไม่เคยมีมาก่อนและกลายเป็นเครื่องมือสำคัญในการเฝ้ามองเหตุการณ์สำคัญในเอกภพ ซึ่งสิ่งนี้ตอกย้ำถึงความสามารถของกล้องโทรทรรศน์แบบตากั้งที่จะเป็นตัวเปลี่ยนเกมวงการดาราศาสตร์รังสีเอกซ์อย่างแท้จริง

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : ESA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

Einstein Probe ตรวจจับภาพแฟลชเอกซเรย์จากคู่หูดาวฤกษ์สุดประหลาด