Rho Cassiopeiae และเพื่อนพ้องยักษ์เหลืองมหึมา
การศึกษาห้าปีล่าสุดได้เผยให้เห็นแง่มุมใหม่ๆ สู่คุณสมบัติของดาวฤกษ์ยักษ์มหึมา(hypergiants) สีเหลือง ซึ่งเป็นดาวรุ่นเฮฟวี่เวทที่เป็นที่ทราบกันดีถึงการปะทุที่รุนแรงมาก นักวิทยาศาสตร์มุ่งเป้าไปที่ Rho Cassiopeiae(Rho Cas), HR 8752 และ HR 5171A เผยให้เห็นว่า Rho Cas แสดงการปะทุที่เป็นวงจรทุกๆ 10 ถึง 40 ปี โดยมีความปั่นป่วนอุณหภูมิพื้นผิวที่รุนแรง
Alex Lobel จากหอสังเกตการณ์หลวงแห่งเบลเจียม เป็นส่วนหนึ่งของการศึกษานานาชาตินี้ซึ่งรวมข้อมูลบันทึกที่ครอบคลุม 138 ปี ผลสรุปเผยแพร่ใน Astronomy & Astrophysics ได้แสดงถึงการหดพองอย่างเกรี้ยวกราดเหนี่ยวนำให้เกิดการปะทุที่รุนแรงเหล่านั้น ข้อมูลที่ได้ยังให้ความเข้าใจที่ชัดแจ้งมากขึ้นเกี่ยวกับวิวัฒนาการที่เร็วของยักษ์เหลืองมหึมา และโอกาสที่จะแปรสภาพกลายเป็น ดาวแปรแสงสีฟ้า หรือระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา
ยักษ์มหึมาเป็นดาวกลุ่มที่มีมวลและมีกำลังสว่างมากที่สุดในกาแลคซีของเรา พวกมันแสดงการปะทุที่รุนแรงและปรากฏซ้ำๆ ซึ่งได้สร้างความฉงนให้กับนักดาราศาสตร์มาหลายทศวรรษ สมาชิกที่สำคัญในกลุ่มนี้ได้แก่ Rho Cassiopeiae, HR 6752 และ HR 5171A พวกมันกำลังอยู่ในสถานะช่วงท้ายของวิวัฒนาการที่รุดหน้าอย่างรวดเร็ว ได้ให้แง่มุมอันเป็นอัตลักษณ์สู่วัฏจักรชีวิตของดาวรุ่นเฮฟวี่ ซึ่งมีอุณหภูมิพื้นผิวใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ และมีกำลังสว่าง(luminous) มากกว่าถึง 5 แสนเท่า
ภาพจากศิลปินเปรียบเทียบขนาดของ Rho Cas กับ ดวงอาทิตย์ ภาพปก ภาพจากศิลปินแสดง Rho Cas ท่ามกลางเปลือกก๊าซในช่วงที่มันเกิดการปะทุตลอด 130 ปีหลังนี้
การศึกษาดาวมหึมาได้ให้โอกาสอันหาได้ยากแก่นักดาราศาสตร์สู่ชีวิตช่วงบั้นปลายของดาวมวลสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เราจะได้พิจารณาสถานะก่อนที่พวกมันจะพัฒนาเป็นซุปเปอร์โนวาแบบแกนกลางยุบตัว หรืออาจเป็น ดาวมหึมาที่ร้อนกว่ากลุ่มที่เรียกว่า แปรแสงสีฟ้าสว่างจ้า(luminous blue variables) การแปรสภาพนี้เกิดขึ้นเมื่อยักษ์เหลืองมหึมาพัฒนาอย่างรวดเร็วผ่านสิ่งที่เรียกว่า ช่องว่างวิวัฒนาการยักษ์(yellow evolutionary void) ในแผนภาพเฮิร์ซปรัง-รัสเซลส์(HR Diagram) ที่เป็นกราฟความสัมพันธ์ของอุณหภูมิกับกำลังสว่าง
การเข้าใจการปะทุที่เกิดขึ้นซ้ำๆ และการหดพอง(pulsation) ของยักษ์เหลืองมหึมา ช่วยนักดาราศาสตร์ให้ปรับแต่งแบบจำลองทางทฤษฎีของขั้นตอนวิวัฒนาการดาวชั้นสูง และเพื่อปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับการปะทุของดาวที่เกิดเป็นวงจรได้ การศึกษาใหม่ที่ทำในช่วง 5 ปีหลังโดยทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติในเนเธอร์แลนด์ส(มหาวิทยาลัยไลเดน), เบลเจียม(หอสังเกตการณ์หลวงแห่งเบลเจียม) และสหราชอาณาจักร(มหาวิทยาลัยเดอร์แรม) ยังได้รับข้อมูลที่มีประโยชน์จากนักดาราศาสตร์สมัครเล่นจากทั่วโลกด้วย
ทีมมุ่งเป้าไปที่ Rho Cas หนึ่งของยักษ์มหึมาที่ถูกศึกษาเป็นอย่างดีและสังเกตได้ด้วยตาเปล่า การวิเคราะห์การแปรเปลี่ยนความสว่างในระยะยาวตั้งแต่ปี 1885 จนถึง 2023 ชุดข้อมูลที่ล้ำเหลือนี้ช่วยให้ทีมได้สำรวจคุณสมบัติทางกายภาพที่พิเศษของมัน เช่นเดียวกับ การเริ่มต้นและดำเนินไปของการปะทุในชั้นบรรยากาศครั้งใหญ่ๆ สามครั้งในปี 1986, 2000 และ 2013
การสำรวจในระยะยาวเหล่านี้เผยให้เห็นรูปแบบที่น่าทึ่ง Rho Cas แสดงการปะทุในชั้นบรรยากาศที่เป็นวงจรราวๆ ทุก 10 ถึง 40 ปี แต่ละครั้งเกี่ยวข้องกับความปั่นป่วนของอุณหภูมิพื้นผิว ตั้งแต่ราว 4500 จนถึง 7500 องศาเซลเซียส การค้นพบใหม่ได้ให้โอกาสอันเป็นอัตลักษณ์ในการตามติดดาวมหึมาท่ามกลางการเปลี่ยนแปลงวิวัฒนาการที่เกิดอย่างรีบเร่ง
HR Diagram
เป็นครั้งแรกที่ทีมคำนวณความสัมพันธ์การเทียบมาตรฐานอุณหภูมิที่แม่นยยำ โดยมีพื้นฐานจากข้อมูลตรวจสอบสเปคตรัมที่น่าเชื่อถือ ร่วมกับการวัดปริมาณแสง(photometry) ระหว่างปี 1962 จนถึง 2020 วิธีวิทยาแบบใหม่ช่วยให้มีการวิเคราะห์ดาวที่สุดขั้วเหล่านี้ได้อย่างเที่ยงตรงมากขึ้น โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พฤติกรรมพลวัตในชั้นบรรยากาศขนาดมหึมาของพวกมัน(ยักษ์เหลืองมหึมามีเส้นผ่าศูนย์กลางตั้งแต่ 400 ถึง 700 เท่าดวงอาทิตย์)
การศึกษาเผยว่า Rho Cas มีการหดพองรุนแรงมากขึ้นเมื่อเข้าใกล้ช่วงที่จะมีการปะทุ โดยเฉพาะ คาบการหดพองที่สำรวจพบในช่วงตาเห็น(V-band) ในกราฟความสว่างก็จะยาวมากขึ้น และความแรงของการหดพองจะเพิ่มขึ้นในหลายปีก่อนมีการปะทุ สิ่งเหล่านี้บอกว่าการหดพองขนาดรัศมีอย่างรุนแรงมีบทบาทอย่างยิ่งในการเหนี่ยวนำให้เกิดการปะทุอย่างเป็นวงจร ซึ่งเกิดขึ้น 6 ครั้งในช่วง 138 ปีหลังนี้ โดยมีช่องว่างเวลา 10, 41, 40, 14 และ 13 ปี
ดร Lobel ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมในการศึกษานี้ กล่าวว่า นี่เป็นครั้งแรกที่มีการสำรวจอย่างทะลุปรุโปร่งโดยข้อมูลในบันทึกที่มีจาก Rho Cas ถูกรวบรวมจากบทความย้อนกลับไปไกลได้ถึงศตวรรษที่ 19 ยิ่งกว่านั้น เรายังรวมมันกับการสำรวจใหม่ ซึ่งรวมถึงการมีส่วนร่วมจากนักดาราศาสตร์สมัครเล่นด้วย
HR 5171 จาก VLT
งานวิจัยยังสำรวจยักษ์เหลืองมหึมาอีก 2 ดวง HR 8752 และ HR 5171A โดยพบว่า HR 8752 ได้พัฒนาเข้าสู่เส้นทางวิวัฒนาการไปทางดาวสีฟ้าหลังจากปี 1996 โดยความสว่างที่ตาเห็นยังคงคงที่ระหว่างปี 2017 จนถึง 2023 ส่วน HR 5171A ยังคงรักษารูปแบบการหดพองในช่วงต้นปี 2018 หลังจากที่ความสว่างของมันลดลงอย่างช้าๆ มาช่วงหนึ่งแล้ว
การศึกษาและการสำรวจใหม่มีความสำคัญเนื่องจากพวกมันได้ให้แง่มุมที่สำคัญสู่วิวัฒนาการแบบรีบเร่งของยักษ์เหลืองมหึมา โดยรวมแล้ว ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงความเข้าใจเกี่ยวกับดาวชนิดที่สุดขั้วอย่าง Rho Cas และการปะทุซ้ำๆ ของมัน แต่ยังให้ความรู้รวมๆ เกี่ยวกับยักษ์เหลืองมหึมา, การแปรแสงของพวกมัน และความสำคัญต่อวิวัฒนาการดาวด้วย
แหล่งข่าว phys.org – Rho Cas and its kin: study provides new insights into the mysterious outbursts of yellow hypergiants
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
