ซุปเปอร์โนวาจากเอกภพโบราณ
ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ นักดาราศาสตร์ได้พบหนึ่งในซุปเปอร์โนวาที่ห่างไกลที่สุดเท่าที่เคยพบ การระเบิดนั้นเขย่าเอกภพเมื่อราว 2 พันล้านปีหลังจากบิ๊กแบง ซุปเปอร์โนวาในเอกภพยุคต้นนั้นระเบิดแตกต่างออกไป โดยเฉพาะเมื่อดาวที่ระเบิดนั้นเป็นดาวที่มีขนาด 20 เท่ามวลดวงอาทิตย์
ซุปเปอร์โนวาเหตุการณ์นี้ถูกพบโดยโครงการ JADES(JWST Advanced Deep Extragalactic Survey) ซึ่งสำรวจหาซุปเปอร์โนวาในช่วงหนึ่งพันล้านปีแรกหลังจาก
บิ๊กแบง เพื่อค้นหาซุปเปอร์โนวา ทีมตรวจสอบท้องฟ้าพื้นที่เดียวกันในช่วงฤดูใบไม้ร่วงปี 2022 และตรวจซ้ำในปี 2023 อีกที เปรียบเทียบภาพทั้งสองเพื่อหารายละเอียดใหม่ๆ ที่ปรากฏขึ้นมา
ซุปเปอร์โนวาที่มีชื่อตามบัญชีว่า AT 2023adsv ปะทุเมื่อ 1.14 หมื่นล้านปีก่อน ในกาแลคซียุคต้นที่มีขนาดใหญ่แห่งหนึ่ง น่าจะช่วยนักวิทยาศาสตร์เพิ่มเติมรายละเอียดให้กับภาพชีวิตและการตายของดาว ที่น่าสนใจก็คือ การระเบิดของดาวเหตุการณ์นี้อาจจะแตกต่างจากซุปเปอร์โนวาในเอกภพท้องถิ่นของเรา การระเบิดพลังงานสูงเกิดขึ้นอย่างรุนแรง
ดาวฤกษ์ดวงแรกๆ มีความแตกต่างจากดาวฤกษ์ในทุกวันนี้ พวกมันมีขนาดใหญ่, ร้อนแรง และมีการระเบิดที่รุนแรงอย่างแท้จริง David Coulter นักวิจัยที่สถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ และสมาชิกทีม JADES กล่าวในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 245 ที่มารีแลนด์เมื่อวันที่ 13 มกราคม เราไม่ทราบว่ากล้องเวบบ์จะได้พบ(ซุปเปอร์โนวา) มากแค่ไหน แต่เราก็เริ่มย้อนไปได้ถึงการเริ่มต้นของดาวดวงแรกๆ สุดเหล่านี้ และหวังว่าจะได้เห็นการระเบิดของพวกมัน
Population I, II and III stars ภาพปก AT 2023adsv ซุปเปอร์โนวาที่พบในกาแลคซีแห่งหนึ่งที่มีเรดชิพท์ 3.6 ดาวต้นกำเนิดของมันระเบิดเมื่อเอกภพมีอายุไม่ถึง 2 พันล้านปี
เอกภพในยุคต้นนั้นค่อนข้างน่าเบื่อเมื่อเทียบกับเอกภพปัจจุบัน โดยเฉพาะเมื่อนึกถึงองค์ประกอบเคมี นั่นเป็นเพราะในยุคต้นประกอบด้วยไฮโดรเจนซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุดและสามัญที่สุด ซะเกือบทั้งหมด โดยมีฮีเลียมซึ่งเป็นธาตุที่เบาที่สุดเป็นอันดับสองอยู่บ้าง องค์ประกอบลักษณะนี้ปรากฏอยู่เฉพาะเมื่อเอกภพยังมีอายุน้อย โดยมีธาตุที่หนักกว่านี้เพียงน้อยนิดเท่านั้น ซึ่งนักดาราศาสตร์บางครั้งก็เรียกธาตุหนักกว่าว่า โลหะ(metals)
ดาวรุ่นแรกที่สุดที่เรียกว่า ประชากรดาวกลุ่มสาม(population III stars) ก่อตัวขึ้นจากส่วนที่มีธาตุเบามากอยู่กันอย่างหนาแน่นมาก ดาวเหล่านี้เริ่มต้นหลอมไฮโดรเจนและฮีเลียมให้กลายเป็นธาตุที่หนักขึ้น
เมื่อดาวมวลสูงที่สุด(มวลเกิน 8 เท่าดวงอาทิตย์ขึ้นไป) มาถึงจุดสิ้นสุดเชื้อเพลิงที่ใช้ในการหลอมนิวเคลียส(nuclear fusion) แกนกลางของพวกมันยุบตัวลง สร้างเป็นหลุมดำหรือดาวนิวตรอนขึ้นมา ในขณะที่เปลือกส่วนนอกๆ ที่อุดมด้วยโลหะมากกว่าจะระเบิดออกมาเป็นซุปเปอร์โนวา(ซึ่งเรียกว่า ซุปเปอร์โนวาแกนกลางยุบตัว; core-collapse supernovae)
กระบวนการเติมธาตุหนักให้กับเมฆไฮโดรเจนและฮีเลียมในกาแลคซีแห่งแรกๆ สุด นี่หมายความว่าเมื่อส่วนของเมฆที่ถูกเติมโลหะเหล่านี้มีความหนาแน่นสูงเกินไป ก็จะยุบตัวลงสร้างดาวฤกษ์ใหม่ๆ เป็นดาวรุ่นที่สอง(Population II star) ซึ่งมีโลหะมากกว่าดาวรุ่นแรกสุด สิ่งเหล่านี้จะวนเวียนไปสู่ดาวรุ่นถัดๆ ไปซึ่งจะมีปริมาณโลหะที่สูงขึ้น(Population I star) ซึ่งดวงอาทิตย์ของเราก็เป็นกลุ่มหลังสุดนี้
ภาพหลัก-ภาพจากศิลปินแสดงดาวฤกษ์มวลสูงดวงหนึ่งที่ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาในเอกภพยุคต้น (ภาพเล็ก) ซุปเปอร์โนวา 2023adsv ที่กล้องเวบบ์ได้พบในปี 2022 และ 2023
อย่างไรก็ตาม ในขณะที่อาจจะดูเหมือนเอกภพเกิดเหตุการณ์เดิมๆ ซ้ำแล้วซ้ำอีก แต่ก็ยังมีบางสิ่งที่แตกต่างออกไปเกี่ยวกับซุปเปอร์โนวารุ่นแรกสุด นักวิทยาศาสตร์คิดว่าธรรมชาติที่ขาดแคลนโลหะของดาวเหล่านั้นน่าจะเป็นสาเหตุให้พวกมันมีอายุที่สั้นกว่า นี่ยังทำให้ซุปเปอร์โนวาที่จบชีวิตดาวมวลสูงมีความรุนแรงมากกว่าการตายของดาวมวลสูงรุ่นหลังๆ
ซุปเปอร์โนวายุคต้นเหล่านี้น่าจะสว่างอย่างน่าเหลือเชื่อและจึงมองเห็นได้ด้วยกล้องเวบบ์ ในความเป็นจริงแล้ว กลุ่มความร่วมมือ JADES ซึ่งศึกษาการกำเนิดและวิวัฒนาการของกาแลคซียุคแรกสุด ได้พบซุปเปอร์โนวาโบราณมากกว่า 80 แห่ง
การศึกษาซุปเปอร์โนวาที่ห่างไกลเป็นเพียงหนทางเดียวที่จะสำรวจดาวเดี่ยวๆ ที่ประกอบอยู่ในกาแลคซียุคต้นเหล่านี้ Christa DeCoursey นักวิจัยที่มหาวิทยาลัยอริโซนา ทูซอน และสมาชิกทีม กล่าวในแถลงการณ์ การตรวจจับ(ซุปเปอร์โนวาโบราณ) ได้จำนวนมาก รวมกับระยะทางที่ไกลมากๆ สู่ซุปเปอร์โนวาเหล่านั้นเป็นผลที่น่าตื่นเต้นที่สุดสองอย่างจากโครงการสำรวจของเรา
องค์ประกอบเคมีของ AT 2023adsv บอกว่ามันเป็นหนึ่งในซุปเปอร์โนวาที่โบราณที่สุดแห่งหนึ่ง โดยมีโลหะเพียงหนึ่งในสามของสัดส่วนในปัจจุบัน ซุปเปอร์โนวานี้อยู่ห่างไกลมากและจึงย้อนเวลากลับไปได้จนถึงเมื่อแสงที่มาถึงเรา เดินทางออกมาเมื่อเอกภพมีอายุไม่ถึง 2 พันล้านปี Coulter กล่าวต่อ นั่นหมายความว่า แสงนี้ได้เดินทางมา 6 พันล้านปีก่อนที่ดวงอาทิตย์จะถือกำเนิดขึ้นด้วยซ้ำ ดังนั้น ซุปเปอร์โนวานี้ก็เกิดขึ้นในสภาพแวดล้อมที่ดูจะแตกต่างจากสภาพแวดล้อมที่ดวงอาทิตย์ของเราอาศัยในปัจจุบัน
ภาพห้วงลึกมากจากโครงการสำรวจ JADES โดยกล้องเวบบ์ แสดงตำแหน่งของซุปเปอร์โนวาที่เพิ่งพบใหม่
ในขณะที่ AT 2023adsv คล้ายกับสภาพแวดล้อมขาดแคลนโลหะในเอกภพยุคต้น ที่ดาวที่ระเบิดได้ถือกำเนิดขึ้นมา แต่ก็ยังมีข้อแตกต่างอยู่บ้าง มันดูจะใกล้เคียงกับซุปเปอร์โนวาที่ละแวกท้องถิ่นที่สำรวจพบในสภาพแวดล้อมที่ดั้งเดิมคล้ายๆ กัน Coulter กล่าว อย่างไรก็ตาม ความคล้ายก็หยุดลงแค่นั้น 2023adsv ดูเหมือนจะเคยเป็นดาวที่มีขนาดใหญ่มาก อาจถึง 20 เท่ามวลดวงอาทิตย์
ดาวที่มีขนาดใหญ่อย่างนั้นพบได้ยากมากๆ ในเอกภพท้องถิ่น และ 2023adsv ก็ยังระเบิดด้วยพลังงานที่สูงกว่าค่าเฉลี่ยของซุปเปอร์โนวาที่มาจากดาวมวลสูงในละแวกท้องถิ่นนี้ พลังงานการระเบิดของ 2023adsv ที่สูงยังบ่งชี้ว่าคุณสมบัติของการระเบิดในเอกภพยุคต้นอาจจะแตกต่างออกไป แต่เรายังต้องการการสำรวจเพิ่มเติมเพื่อยืนยันแนวคิดนี้ Takashi Moriya สมาชิกทีมจากหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์แห่งชาติญี่ปุ่น กล่าว
กล้องเวบบ์ยังมีผู้ช่วยในการล่าซุปเปอร์โนวาที่โบราณที่สุดและห่างไกลที่สุดในปี 2026 เมื่อนาซามีกำหนดส่งกล้องโทรทรรศน์อวกาศลำดับต่อไป คือ กล้องโทรทรรศน์อวกาศโรมัน(Nancy Grace Roman Space Telescope) การประเมินปัจจุบันบอกว่ามุมมองที่กว้างของกล้องโรมันจะพบซุปเปอร์โนวายุคต้นได้หลายพันแห่ง เพื่อที่สายตาที่ไวต่ออินฟราเรดของเวบบ์จะศึกษาเจาะไป งานวิจัยของทีมนำเสนอในการประชุมสมาคมดาราศาสตร์อเมริกันครั้งที่ 245 และรายงานบนเวบ arXiv
แหล่งข่าว space.com : James Webb Space Telescope discovers one of the earliest “truly gangantuan” supernovas ever seen
skyandtelescope.com : supernovae shaped the early universe, Webb telescope finds
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
