GRB Brightest-of-all-time สร้างหลุมดำ
เมื่อนักวิทยาศาสตร์ตรวจพบการปะทุรังสีแกมมาที่เรียกว่า GRB 221009A ในวันที่ 9 ตุลาคม 2022 มันก็เรียกมันว่า BOAT(Brightest of all time) นักวิจัยเชื่อว่าการปะทุเกิดขึ้นจากการตายของดาวมวลสูงดวงหนึ่งซึ่งอยู่ห่างออกไป 2.4 พันล้านปีแสงในกลุ่มดาวลูกศร(Sagitta)
การปะทุรังสีแกมมา(Gamma-ray burst; GRB) เกือบทั้งหมดเกิดขึ้นเมื่อแกนกลางของดาวฤกษ์มวลสูงกว่าดวงอาทิตย์ได้ยุบตัวลงและกลายเป็นหลุมดำ เหตุการณ์เหล่านี้โดยปกติจะปลดปล่อยพลังงานออกมาในไม่กี่นาทีเทียบเท่ากับที่ดวงอาทิตย์ปล่อยออกมาตลอดช่วงชีวิต
การศึกษาติดตามผลได้แสดงว่า GRB 221009A สว่างกว่าผู้ครองสถิติ GRB ที่สว่างที่สุดก่อนหน้านี้ 70 เท่า Jillian Rastinejad นักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมที่สำรวจ GRB 221009A หลังจากการค้นพบ กล่าวว่า โฟตอนที่พบจาก GRB นี้มีพลังงานสูงกว่าที่ LHC(Large Hadron Collider) สร้าง และยังเป็น GRB ที่ยาวนานที่สุดที่ 5 นาทีด้วย
ตำแหน่งของแสงเรืองไล่หลัง(aflterglow) GRB 2210009A และกาแลคซีต้นสังกัดของมัน จาก WFC3 ของกล้องฮับเบิล
ในการศึกษาที่เผยแพร่ในวันที่ 7 มิถุนายน ในวารสาร Science Advances นักวิทยาศาสตร์ใช้การสำรวจจาก NuSTAR แสดงว่าดาวที่กำลัวยุบตัวลงได้ยิงไอพ่นวัสดุสารที่มีรูปร่างอย่างที่ไม่เคยสำรวจพบมาก่อนในไอพ่นจาก GRB ใดๆ ได้อย่างไร เช่นเดียวกับที่พบคุณลักษณะอันเป็นอัตลักษณ์อื่นๆ ด้วย
เป็นไปได้ที่แหล่งของรายละเอียดโดดเด่นเหล่านี้มาจากดาวฤกษ์ต้นกำเนิด คุณสมบัติทางกายภาพของมันน่าจะส่งอิทธิพลต่อคุณลักษณะของการปะทุนี้ และยังเป็นไปได้ที่การปะทุไอพ่นที่สว่างที่สุดเท่าที่เคยพบมาเกิดจากกลไกที่แตกต่างออกไปอย่างสิ้นเชิง
เหตุการณ์นี้ยังสว่างมากและมีพลังงานสูงกว่า GRB ใดๆ ที่เราเคยเห็นมา อันอื่นๆ ไม่ได้ใกล้เคียงเลย Brenden O’Connor ผู้เขียนนำการศึกษาใหม่ที่ใช้กล้องเจมิไนใต้เพื่อสำรวจติดตามผล และนักดาราศาสตร์ที่มหาวิทยาลัยจอร์จวอชิงตัน ในวอชิงตัน กล่าว
จากนั้น เมื่อเราวิเคราะห์ข้อมูลจาก NuSTAR เราก็ตระหนักว่ามันยังมีโครงสร้างไอพ่นที่เป็นอัตลักษณ์มากๆ ด้วย และนี่ก็น่าตื่นเต้นเนื่องจากไม่มีทางที่เราจะได้ศึกษาดาวที่สร้างเหตุการณ์นี้ออกมา มันหายไปแล้ว แต่ขณะนี้เราก็ได้ข้อมูลบางส่วนที่บอกถึงเงื่อนงำว่าดาวระเบิดอย่างไร
GRB 221009A เองก็คล้ายกับ GRBs อื่นๆ เมื่อมันสร้างไอพ่นออกมาซึ่งผุดออกจากดาวที่กำลังยุบตัว ราวกับมันถูกยิงออกสู่อวกาศจากท่อไฟ โดยรังสีแกมมาเกิดจากก๊าซและอนุภาคร้อนจัดในแกนกลางไอพ่น แต่ไอพ่นของ GRB 221009A กลับแตกต่างในหลายข้อ เมื่อไอพ่นจาก GRBs อื่นๆ ที่สำรวจพบก่อนหน้านี้มีสภาพกะทัดรัด และแทบไม่พบแสงหรือวัสดุสารเล็ดลอดออกจากลำแคบๆ เหล่านี้
อพ่นวัสดุสารลำหนึ่งเจาะผ่านดาวฤกษ์เมื่อดาวยุบตัวลงกลายเป็นหลุมดำในระหว่างการปะทุรังสีแกมมา แต่ GRB 2210009A มีไอพ่นที่บานออกช้าๆ
เมื่อเทียบแล้ว ไอพ่นของ GRB 221009A มีแกนกลางที่แคบและบานออกทั้งสองข้างอย่างช้าๆ Hendrik Van Eerten จากมหาวิทยาลัยบาธ กล่าวว่า การสลัวลงอย่างช้าๆ ของแสงเรืองไล่หลัง(afterglow) ไม่ใช่คุณลักษณะของไอพ่นลำแคบ แต่ทำให้เราสงสัยว่าจะมีเหตุผลอื่นที่เพิ่มความแรงการระเบิด งานของเราได้แสดงอย่างชัดเจนว่า GRB มีโครงสร้างที่เป็นอัตลักษณ์เมื่อการสำรวจค่อยๆ เผยให้เห็นไอพ่นลำแคบๆ ฝังตัวอยู่ในกระแสก๊าซไหลออกที่แผ่กว้างซึ่งเป็นวัสดุสารของดาวที่ถูกลากตามไอพ่นออกมาด้วย
ไอพ่นรังสีแกมมาที่ทรงพลังที่สุดบางส่วนก็แสดงคุณสมบัติคล้ายกัน แต่ไอพ่นจาก BOAT ก็มีความพิเศษ พลังงานของวัสดุสารใน GRB 221009A ยังแปรผันสูง ซึ่งหมายความว่าแทนที่วัสดุสารในไอพ่นจะมีพลังงานใกล้เคียงกันเหมือนกับกระสุนนัดเดียวที่ถูกยิงออกจากปืน แต่พลังงานของวัสดุสารนี้เปลี่ยนแปลงตามระยะทางจากแกนกลางไอพ่น ซึ่งไม่เคยสำรวจพบในไอพ่น GRB แบบยาวมาก่อนเลย
หนทางเดียวที่จะสร้างโครงสร้างไอพ่นที่แตกต่างไปและมีพลังงานที่แปรผัน ก็คือดาวที่ระเบิดมีคุณสมบัติบางอย่างที่ต่างออกไป เช่น ขนาด, มวล, ความหนาแน่น หรือสนามแม่เหล็ก Eleonora Troja ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัยแห่งโรม ซึ่งนำการสำรวจเหตุการณ์นี้ด้วย NuSTAR นี่เป็นเพราะโดยพื้นฐานแล้วไอพ่นต้องวิ่งทะลุดาวออกมา ดังนั้น ยกตัวอย่างเช่น ระดับความต้านทานที่ไอพ่นได้เจอ ก็อาจจะส่งผลต่อรายละเอียดไอพ่นก็เป็นได้
นักดาราศาสตร์มองเห็นแสงจากไอพ่น GRB ได้แต่จากระยะทางที่ไกลทำให้ไม่สามารถถ่ายภาพไอพ่นได้โดยตรง นักวิจัยจึงต้องแปลผลจากแสงจากเหตุการณ์เหล่านี้เพื่อเรียนรู้เกี่ยวกับคุณลักษณะทางกายภาพของวัตถุ ก็คล้ายๆ กับการได้เห็นรอยเท้าบนหิมะ และบอกถึงเส้นทางที่ผู้ทิ้งรอยเท้าไว้ก้าวไป ในหลายๆ กรณี ก็มีคำอธิบายที่เป็นไปได้มากกว่าหนึ่งอย่าง สำหรับ GRB 221009A มีกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์หลายตัวได้สำรวจ รวมถึงดาวเทียมสวิฟท์ และ NICER และกล้องโทรทรรศน์ XMM-Newton ด้วย
ข้อมูลจาก NuSTAR ช่วยตีวงความเป็นไปได้ทั้งหลายให้แคบลง มันได้แสดงว่าเมื่อไอพ่นเดินทางออกมาในอวกาศ ก็ชนกับตัวกลางในห้วงอวกาศ(interstellar medium) ซึ่งเป็นอะตอมและอนุภาคที่อยู่บนอย่างเบาบางในห้วงอวกาศ การชนนี้ได้สร้างรังสีเอกซ์ซึ่งมีพลังงานต่ำกว่ารังสีแกมมา Daniel Stern นักวิทยาศาสตร์โครงการ NuSTAR ที่ห้องทดลองไอพ่นขับดัน(JPL) กล่าวว่า นี่กล้องรังสีเอกซ์หลายตัวที่ทำงานในอวกาศ ซึ่งแต่ละตัวก็มีจุดเด่นแตกต่างกันซึ่งสามารถช่วยนักดาราศาสตร์ให้เข้าใจวัตถุเหล่านี้ได้ดีขึ้น
แหล่งข่าว space.com : brightest gamma-ray burst ever seen, the largest known explosion since Big Bang, has a unique jet structure unlike any other
spaceref.com : brightest cosmic explosion ever detected had other unique features
iflscience.com : brightest explosion ever seen in space now has an explanation
sciencealert.com : the birth of a black hole created the brightest space explosion ever seen
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2024 Blockdit
