R136a1 ดาวมวลสูงสุดอาจมวลต่ำกว่าที่คิด(แต่ก็ยังครองสถิติมวลสูงสุด)
ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แสดงกระจุกดาว R136(กลางล่าง) ในใจกลางเนบิวลาทารันทูลา กระจุกประกอบด้วยดาวร้อนจัดที่มีมวลสูงระดับร้อยเท่าดวงอาทิตย์ขึ้นไป
เราเพิ่งได้มองดาวมวลสูงที่สุดเท่าที่เคยพบมาในเอกภพอย่างใกล้ชิดมากขึ้น และก็เผยให้เห็นว่ามันอาจจะมีขนาดเล็กกว่าที่นักดาราศาสตร์เคยคิดไว้
นักดาราศาสตร์ที่ใช้กล้องโทรทรรศน์เจมิไนใต้ ในชิลี ได้ถ่ายภาพดาวฤกษ์ R136a1 ซึ่งอยู่ห่างออกไปราว 160,000 ปีแสงในกระจุกดาว R136 กลางเนบิวลาทารันทูลา(Tarantula Nebula) ในกาแลคซีเมฆมาเจลลันใหญ่(Large Magellanic Cloud) ซึ่งเป็นกาแลคซีแคระเพื่อนบ้านของทางช้างเผือก การสำรวจได้แสดงว่าดาวยักษ์นี้(และดวงอื่นๆ ที่เหมือนมัน) อาจจะไม่ได้มีมวลสูงมากอย่างที่เคยคิดไว้
ภาพวาดแสดง R136a1 ดาวฤกษ์ที่มีมวลสูงที่สุดเท่าที่เคยพบในเอกภพ
นักดาราศาสตร์ยังคงไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่า ดาวมวลสูงสุดซึ่งมีมวลมากกว่าหนึ่งร้อยเท่ามวลดวงอาทิตย์ ก่อตัวขึ้นได้อย่างไร
แถลงการณ์จาก NOIRLab ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ ซึ่งดำเนินงานเจมิไนใต้ เขียนไว้ ความท้าทายอย่างหนึ่งในปัญหานี้ก็คือ การทำการสำรวจยักษ์เหล่านี้ซึ่งมักจะฝังตัวอยู่ในใจกลางกระจุกดาวที่อยู่กันอย่างแออัดและปกคลุมด้วยฝุ่น
นักดาราศาสตร์เคยสำรวจกระจุกดาว R136 ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลและกล้องโทรทรรศน์ภาคพื้นดินอีกหลายที่ แต่ไม่มีการสำรวจใดเลยที่ได้ภาพที่คมชัดมากพอที่จะแยกแยะสมาชิกแต่ละดวงในกระจุกแห่งนี้ได้
เครื่องมือ Zorro บนเจมิใต้ใช้เทคนิคที่เรียกว่า speckle imaging ซึ่งรวมภาพดาวจากการเปิดหน้ากล้องระยะสั้นๆ หลายพันภาพเพื่อลบผลการเบลอจากชั้นบรรยากาศโลก เทคนิคนี้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้แยกความสว่างของ R136a1 ออกจากเพื่อนดาวที่อยู่ข้างเคียงได้อย่างเที่ยงตรงมากขึ้น ให้ภาพดาวยักษ์ดวงนี้ที่คมชัดที่สุดเท่าที่เคยทำมา
R 136a1 ดาวที่มีมวลสูงที่สุดเท่าที่เคยพบมาฝังตัวอยู่ใจกลางเนบิวลาทารันทูลาในเมฆมาเจลลันใหญ่ ด้วยความช่วยเหลือจากกล้องถ่ายภาพ Zorro และพลังของกล้องโทรทรรศน์เจมิไนใต้ขนาด 8.1 เมตรในชิลี นักดาราศาสตร์ได้ภาพที่คมชัดที่สุด ภาพใหม่ท้าทายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับดาวมวลสูงที่สุด และบอกว่าพวกมันอาจจะไม่ได้มีมวลสูงอย่างที่เคยคิดไว้
ขณะที่การสำรวจก่อนหน้านี้บอกว่า R136a1 มีมวลระหว่าง 250 ถึง 320 เท่าดวงอิทตย์ แต่การสำรวจใหม่โดย Zorro แสดงว่ามวลของดาวน่าจะอยู่ในระดับ 170 ถึง 230 เท่ามากกว่า
ซึ่งก็ยังคงทำให้มันยึดครองตำแหน่งดาวมวลสูงที่สุดเท่าที่เคยพบมา ต่อไปอีก
Venu M. Kalari ผู้เขียนหลักการศึกษาและนักดาราศาสตร์ที่ NOIRLab กล่าวว่า ผลสรุปของเราแสดงว่าดาวมวลสูงสุดที่เรารู้จักไม่ได้มีมวลสูงอย่างที่เคยคิดไว้ นี่บอกว่าขีดจำกัดมวลขั้นสูงก็น่าจะต่ำลงกว่าที่เคยคิดไว้ด้วยเช่นกัน
ความสว่างและอุณหภูมิของดาวจะขึ้นอยู่กับมวลของมัน หรือพูดอีกอย่างว่า ยิ่งดาวมีมวลสูงเท่าใด มันก็ยิ่งปรากฏสว่างไสวและร้อนขึ้นเท่านั้น นักดาราศาสตร์ประเมินมวลของ R136a1 โดยการเปรียบเทียบความสว่างและอุณหภูมิที่สำรวจได้ กับการทำนายในทางทฤษฎี
แต่ภาพใหม่จาก Zorro แยกแยะความสว่างจาก R136a1 ออกจากดาวข้างเคียงได้อย่างเที่ยงตรงกว่า นักดาราศาสตร์จึงประเมินว่าดาวมีความสว่างต่ำลง และจึงมีมวลต่ำกว่าที่เคยตรวจสอบไว้
ภาพรวมประกอบแสดงความคมชัดจาก Zorro บนกล้องเจมิไนใต้(ซ้าย) เมื่อเปรียบเทียบกับภาพก่อนหน้านี้ที่ถ่ายโดยกล้องฮับเบิล(ขวา) ภาพใหม่จากเจมิไนใต้ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้แยกดาว R136a1 ออกจากดาวข้างเคียง ให้ข้อมูลที่จำเป็นซึ่งเผยให้เห็นว่า ในขณะที่มันยังคงครองตำแหน่งดาวที่มีมวลสูงที่สุดในเอกภพ แต่มันก็มีมวลต่ำกว่าที่เคยคิดไว้
ในขณะที่ดาวฤกษ์ทั่วไปอย่างดวงอาทิตย์มีชีวิตอยู่ได้หลายพันล้านปี แต่ดาวมวลสูงอย่าง R136a1 เจริญเติบโตอย่างรวดเร็วมาก เผาไหม้เชื้อเพลิงที่เก็บไว้ในเวลาเพียงไม่กี่ล้านปีเท่านั้น
ก่อนที่จะจบชีวิตด้วยการระเบิดอย่างรุนแรงเป็นซุปเปอร์โนวา ซึ่งจะส่งต่อธาตุหนักที่จะก่อตัวเป็นดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ใหม่ๆ ให้กับกาแลคซี
ซุปเปอร์โนวาชนิดพิเศษที่เรียกว่า ซุปเปอร์โนวาคู่ไร้เสถียรภาพ(pair-instability supernova) เป็นชะตากรรมของดาวเกือบทั้งหมดที่มีมวลมากกว่า 150 เท่าดวงอาทิตย์ การระเบิดนี้รุนแรงมากดาวทั้งหมดถูกทำลายจนไม่เหลือดาวนิวตรอนหรือกระทั่งหลุมดำไว้
ซุปเปอร์โนวาของดาวมวลสูงมาก(มากกว่า 150 เท่ามวลดวงอาทิตย์) ในสภาพที่แกนกลางมีแรงดันสูงมาก โฟตอนมีพลังงานสูงจะเปลี่ยนเป็นโพสิตรอน-อิเลคตรอน ซึ่งจะลดพลังงานในแกนกลางลง แกนกลางจึงหดตัวซึ่งจะทำให้แกนกลางมีแรงดันสูงขึ้นไปอีก เร่งการเปลี่ยนโฟตอนเป็นอิเลคตรอน-โพสิตรอนมากขึ้นจนกู่ไม่กลับ แกนกลางจะร้อนมากจนออกซิเจนหลอมรวมกัน เปล่งพลังงานจำนวนมหาศาลออกมา ทำลายดาวจนเป็นจุล ไม่เหลือดาวนิวตรอนหรือหลุมดำไว้เลย
อย่างไรก็ตาม ถ้ามวลดาวต่ำกว่าที่เคยคิดไว้ ดังนั้นซุปเปอร์โนวาชนิดพิเศษก็อาจจะพบได้ยากกว่าที่เคยคาดไว้ ซึ่งจะส่งผลต่อกำเนิดของธาตุที่หนักกว่าฮีเลียมในเอกภพ การศึกษานี้เผยแพร่ใน Astrophysical Journal
แหล่งข่าว space.com : the universe’s most massive star may be smaller than we thought
iflscience.com : this is the best ever image of the heaviest star in the known universe
phys.org : sharpest image ever of universe’s most massive known star
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
