นักดาราศาสตร์จับรังสีแกมมาที่หลุดออกจากซุปเปอร์โนวา

ตัวอย่างที่เลือนลางของการปะทุของรังสีแกมมา ซึ่งเป็นการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดที่รู้จักในจักรวาล ชี้ให้เห็นว่าการระเบิดเหล่านี้อาจไม่ได้ผลอย่างที่นักวิทยาศาสตร์คิดเสมอไป





การระเบิดของรังสีแกมมาทั่วไปจะปล่อยพลังงานออกมาในไม่กี่วินาทีถึงนาทีมากกว่า ดวงอาทิตย์ คาดว่าจะปล่อยออกมาในช่วงอายุ 10 พันล้านปีทั้งหมด นักดาราศาสตร์จำแนกการปะทุของรังสีแกมมาเป็นระยะเวลานานหรือสั้น โดยขึ้นอยู่กับว่าการปะทุนั้นกินเวลานานมากหรือน้อยกว่าสองวินาที การวิจัยก่อนหน้านี้ชี้ให้เห็นว่าการระเบิดของรังสีแกมมาสั้นเป็นผลมาจากการรวมตัวของสอง ดาวนิวตรอน ซึ่งเป็นซากของดาวฤกษ์ที่หนาแน่นเป็นพิเศษซึ่งเกิดจากการยุบตัวของดาวมวลมาก ในทางตรงกันข้าม นักดาราศาสตร์คิดว่าการระเบิดของรังสีแกมมาเป็นเวลานานนั้นเชื่อมโยงกับการระเบิดที่รุนแรงที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา ซึ่งเป็นผลมาจากการระเบิดของดาวยักษ์

ตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบการระเบิดของรังสีแกมมาสั้น ๆ ที่เกิดขึ้นในลักษณะเดียวกับที่ปกติแล้วคิดว่าการปะทุของรังสีแกมมายาวจากการสวรรคตของดาวยักษ์ดวงเดียว 'ดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายยังทำให้เกิดการระเบิดของรังสีแกมมาที่สั้นมาก' Tomás Ahumada นักศึกษาปริญญาเอกด้านดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแมริแลนด์และศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของ NASA ในรัฐแมรี่แลนด์และผู้เขียนนำการศึกษาเรื่องแสงระยิบระยับของรังสีแกมมาที่เพิ่งค้นพบใหม่บอก Space .com

ที่เกี่ยวข้อง : ภาพถ่ายซูเปอร์โนวา: ภาพการระเบิดของดวงดาวที่ยอดเยี่ยม



ศิลปิน

ภาพวาดของศิลปินเกี่ยวกับดาวที่กำลังยุบตัวซึ่งทำให้เกิดรังสีแกมมาในระยะสั้น(เครดิตรูปภาพ: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva/M. Zamani (NOIRLab ของ NSF))

นักวิทยาศาสตร์มุ่งความสนใจไปที่การระเบิดของรังสีแกมมาในชื่อ GRB 200826A ซึ่งมีต้นกำเนิดในดาราจักรที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 6.6 พันล้านปีแสงในกลุ่มดาวแอนโดรเมดา การระเบิดนี้กินเวลาเพียง 0.65 วินาที แม้ว่าหลังจากเดินทางเป็นเวลานานหลายชั่วอายุคนผ่านจักรวาลที่กำลังขยายตัว สัญญาณนี้ขยายออกไปประมาณ 1 วินาทีเมื่อตรวจพบเมื่อวันที่ 26 ส.ค. 2020 โดย NASA กล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีแกมมา Fermi .



ยานอวกาศอื่น ๆ ยังเห็นการระเบิด: ภารกิจ Wind ของ NASA ซึ่งโคจรรอบจุดระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 930,000 ไมล์ (1.5 ล้านกิโลเมตร) Mars Odyssey ของ NASA ซึ่งโคจรรอบดาวเคราะห์แดงมาตั้งแต่ปี 2544; และดาวเทียม INTEGRAL ขององค์การอวกาศยุโรปซึ่งเปิดตัวในปี 2545

เมื่อนักดาราศาสตร์เห็นการปะทุของรังสีแกมมาและตัดสินใจที่จะติดตามเหตุการณ์นี้ พวกเขาคาดว่าจะพบลายเซ็นของการชนกันระหว่างดาวนิวตรอนสองดวง แต่นั่นไม่ใช่สิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เห็นเลย

นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ Gemini North ที่มีความยาว 8.1 เมตรในฮาวาย วิเคราะห์กาแล็กซี่ที่เป็นโฮสต์ของรังสีแกมมาที่ 28, 45 และ 80 วันหลังจากตรวจพบการระเบิดครั้งแรกเมื่อฤดูร้อนที่แล้ว การสังเกตเหล่านี้เผยให้เห็นว่าหลังจากที่แสงระเรื่อของการระเบิดจางหายไป มันก็สว่างขึ้นอีกครั้ง พลังงานที่เพิ่มขึ้นนี้มาจากซุปเปอร์โนวาที่เกิดขึ้นหลังจากการระเบิดที่ทำให้รังสีแกมมาระเบิดเอง



'การวิเคราะห์ข้อมูลและภาพเป็นสิ่งที่ท้าทายมาก เนื่องจากเราจำเป็นต้องแยกแสงของซุปเปอร์โนวาออกจากแสงของดาราจักรที่เป็นแม่ของมัน' Ahumada กล่าว

การค้นพบนี้ 'น่าประหลาดใจเป็นอย่างยิ่ง เนื่องจากนี่ไม่ใช่สิ่งที่เรากำลังมองหา' Ahumada อธิบาย เขาและเพื่อนร่วมงานกำลังวิเคราะห์ข้อมูลจาก สิ่งอำนวยความสะดวกชั่วคราวของ Zwicky ที่หอดูดาวพาโลมาร์ในแคลิฟอร์เนีย 'เพื่อค้นหาการรวมตัวของดาวนิวตรอนแบบไบนารีที่คิดว่าจะทำให้เกิดการระเบิดของรังสีแกมมาในระยะสั้น'

นักวิทยาศาสตร์กลับพบว่าผลที่ตามมาจากการระเบิดหลังจากการล่มสลายของดาวมวลมาก 'เราพบดาวดวงหนึ่งที่ตายไปแล้ว' Ahumada กล่าว

นักวิทยาศาสตร์เคยทราบมาก่อนแล้วว่ารังสีแกมมาบางส่วนที่ระเบิดจากดาวระเบิดอาจปรากฏเป็นรังสีแกมมาสั้นๆ แต่นักดาราศาสตร์คิดว่านี่เป็นเพราะข้อจำกัดของเครื่องมือที่ใช้ในการตรวจจับเหตุการณ์ดังกล่าว ตามข้อมูลของ Bin-bin Zhang ที่มหาวิทยาลัยหนานจิง ในประเทศจีนและมหาวิทยาลัยเนวาดา ลาสเวกัส ผู้เขียนนำการศึกษาข้อมูลรังสีแกมมา 'การระเบิดครั้งนี้เป็นเรื่องพิเศษเพราะแน่นอนว่าเป็นการระเบิดของรังสีแกมมาในระยะเวลาสั้น ๆ แต่คุณสมบัติอื่น ๆ ของมันชี้ไปที่ต้นกำเนิดของมันจากดาวที่ยุบตัว' จางกล่าวใน แถลงการณ์ของนาซ่า .

การตรวจจับเมื่อปีที่แล้วเป็นการปะทุของรังสีแกมมาที่สั้นที่สุดซึ่งได้รับพลังงานจากการตายของดาวระเบิด นักวิจัยแนะนำว่ารังสีแกมมาและรังสีแกมมาที่ขับเคลื่อนด้วยซุปเปอร์โนวาอื่น ๆ นั้นสั้นเนื่องจากไอพ่นของรังสีแกมมาที่ระเบิดออกมาจากขั้วของดาวที่ยุบตัวนั้นไม่แข็งแรงพอที่จะทะลุผ่านเปลือกนอกของดาวได้อย่างสมบูรณ์ ดาวฤกษ์ที่ยุบตัวอื่น ๆ ส่วนใหญ่มีไอพ่นที่อ่อนแอเช่นนี้ พวกมันไม่ได้สร้างการระเบิดของรังสีแกมมาที่ตรวจจับได้เลย

'เราคิดว่าเหตุการณ์นี้เป็นมอดอย่างมีประสิทธิภาพ เหตุการณ์ที่เกือบจะไม่เกิดขึ้นเลย' Ahumada กล่าวในแถลงการณ์ 'ถึงกระนั้น การระเบิดก็ปล่อยพลังงานออกมา 14 ล้านเท่าของพลังงานทั้งหมด ทางช้างเผือก กาแล็กซีในช่วงเวลาเดียวกัน ทำให้เป็นหนึ่งในการปะทุของรังสีแกมมาในช่วงเวลาสั้นที่มีพลังมากที่สุดเท่าที่เคยมีมา'

การค้นพบนี้อาจช่วยไขปริศนาอันยาวนานได้ แม้ว่างานวิจัยก่อนหน้านี้จะเชื่อมโยงการระเบิดของรังสีแกมมายาวกับซุปเปอร์โนวา การค้นพบการระเบิดของรังสีแกมมาสั้น ๆ ที่เชื่อมโยงกับซุปเปอร์โนวาแสดงให้เห็นว่าการปะทุของรังสีแกมมาที่ขับเคลื่อนด้วยซุปเปอร์โนวาบางส่วนอาจกำลังปลอมตัวอยู่เนื่องจากการระเบิดของรังสีแกมมาสั้นซึ่งก่อนหน้านี้คิดว่าเกิดจากการรวมตัวของดาวนิวตรอน ดังนั้นจึงไม่นับรวมเป็น ชนิดซุปเปอร์โนวา

ในอนาคต การค้นพบรังสีแกมมาในระยะสั้นๆ แบบนี้สามารถช่วยสำรวจต้นกำเนิดต่างๆ ของการระเบิดเหล่านี้ได้ เนื่องจากเราไม่แน่ใจว่าเหตุการณ์นี้เกิดขึ้นได้อย่างไร” Ahumada กล่าว

นักวิทยาศาสตร์ให้รายละเอียดการค้นพบของพวกเขาใน สอง การศึกษา เผยแพร่ออนไลน์เมื่อวันจันทร์ (26 กรกฎาคม) ในวารสาร Nature Astronomy

ตามเรามา บน Twitter @Spacedotcom และบน Facebook