บีเทลจุสยังไม่ระเบิดหรอก สรุปทุกอย่างที่เรารู้

642.5 ปีแสง คือระยะห่างของเรากับดาวบีเทลจุส ดาวสีส้มที่ส่องปรากฏให้เราเห็นบนท้องฟ้ามาตั้งแต่อดีตกาล แสงของมันเป็นหนึ่งในดาวที่มีความสว่างมากที่สุดบนท้องฟ้า ด้วยค่าเฉลี่ยความสว่างอยู่ที่ 0.42 Magnitude เหตุนี้ก็เพราะขนาดของมัน สมมติว่าเรานำบีเทลจุสมาแทนที่ดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะของเรา บีเทลจุสจะมีขนาดกินไปจนถึงวงโคจรของดาวพฤหัส แต่ด้วยระยะกว่า 642 ปีแสง ทำให้เราเห็นมันเป็นเพียงจุดเล็ก ๆ บนท้องฟ้า และแสงจากมันใช้เวลาเดินทางมาจนถึงเราใช้เวลา 642 ปี

ลองนึกภาพว่า 642 ที่แล้วบนโลกเกิดอะไรขึ้น ตอนนั้นเป็นปี 1378 นักวิทยาศาสตร์อย่าง Issac Netwon ยังไม่เกิด ยุโรปยังอยู่ในยุคมืด อิทธิพลทางศาสนาเกิดขึ้นอย่างรุนแรง ส่วนแถวบ้านเราก็ยังเป็นช่วงสุโขทัยอยู่ด้วยซ้ำ หมายความว่าแสงที่เดินทางจากดาวบีเทลจุสมาให้เราเห็นในทุกค่ำคืนนี้เดินทางมาหาเราตั้งแต่ยุคสุโขทัย หรือยุคมืดของยุโรปด้วยซ้ำ

เกิดความไม่ปกติบางอย่างกับดาวบีเทลจุส

จากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ที่ไม่ยากอะไร เพียงแค่เราเดินออกไปมองดาวบีเทลจุสในยามค่ำคืน เราจะสังเกตเห็นแสงที่หรี่ลงของบีเทลจุส จากเดิมที่มันเคยเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างที่สุดอันดับที่ 10 ตอนนี้มันตกอันดับมาเป็นอันดับที่ 23 โดยมีความสว่างอยู่ที่ +1.294 Magnitude อ้างอิงจาก The Fainting of the Nearby Red Supergiant Betelgeuse นับว่าปลายปี 2019 ต้นปี 2020 นี้เป็นช่วงที่บีเทลจุสสว่างน้อยที่สุดในรอบกว่าศตวรรษ (บีเทลจุสคือดาวแปรแสง หมายความว่าความสว่างจะแปรผันได้ แต่รอบนี้มันสว่างต่ำที่สุด)

นั่นหมายความว่าเกิดบางสิ่งที่ไม่ปกติขึ้นกับมัน ไม่นานหลังจากนั้นเรื่องราวของบีเทลจุสก็ถูกตีพิมพ์บนสื่อทั้งกระแสรองและกระแสหลัก ตั้งแต่บน The Independent ไปจนถึง National Geographic และ The New York Times ถึงกับเปิดหน้าเว็บ Waiting for Betelgeuse to Explode เพื่อติดตามว่าตอนนี้เกิดอะไรขึ้นกับบีเทลจุสอยู่

นักดาราศาสตร์ คาดการณ์ว่าบีเทลจุสกำลังจะถึงสิ้นอายุขัยของมัน เร็วกว่าที่เราทำนายเอาไว้นับแสนปี หลังจากที่บีเทลจุสถือกำเนิดขึ้นเมื่อประมาณ 8 ล้านปีก่อน

มหานวดารา (Supernova) คือปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์เมื่อดวงดาวสิ้นอายุขัยของมัน และระเบิดออกเพื่อเกิดเป็นดาวใหม่ จากบันทึก การเกิดมหานวดารา ที่ใหญ่ที่สุดในที่มนุษย์เคยเป็นสักขีพยาน เกิดขึ้นในปี 1006 เมื่อวัตถุท้องฟ้าชื่อ SN 1006 เกิดระเบิดเป็นมหานวดาราที่ส่องสว่างแม้กระทั่งในยามกลางวัน พบหลักฐานการจดบันทึกในหลายตำนานทั่วโลก รวมถึงในกลุ่มพวกอาหรับ An Arabic report about supernova SN 1006 by Ibn Sina (Avicenna) จนปัจจุบันยังคงหลงเหลือให้เห็นเป็นซากมหานวดารา (Supernova Remnant) ซึ่งไม่มีความสว่างเทียบเท่ากับ ณ ตอนที่มันระเบิดเลย (การเกิดจะปรากฏเป็นแสงส่องสว่างในหลักวัน)

มหานวดาราขนาดเท่าดวงจันทร์

ทีนี้สมมติว่าบีเทลจุส จะระเบิดจริง ๆ เราจะได้เห็นวัตถุท้องฟ้าที่มีความสว่างเหมือนกับดวงจันทร์ ปรากฏบนฟ้าให้เราเห็นเป็นเวลาหลักวัน แน่นอนว่ามันจะสามารถสังเกตเห็นได้แม้กระทั่งกลางวัน ก่อนที่จะค่อย ๆ จางลงและกลายเป็นซากมหานวดาราให้เราได้ศึกษาต่อไปอีกนับร้อยนับพันปี

และด้วยเทคนิคกการศึกษาดาราศาสตร์ในยุคใหม่ ทำให้ถ้าเกิดบีเทลจุสจะระเบิดขึ้นมาจริง ๆ มันจะเป็นปรากฏการณ์ทางดาราศาสตร์ที่น่าตื่นเต้นที่สุดที่เคยเกิดขึ้นในยุคนี้ แล้วคนในอีกพันปีข้างหน้าอาจจะต้องอิจฉาเราเหมือนที่เราอิจฉาคนในยุคพันปีก่อนที่ได้เห็นการระเบิดของ SN1006

ปริศนาคลื่นความโน้มถ่วง ที่สุดท้ายก็ไม่น่าจะมาจากบีเทลจุส

ในขณะที่ทั่วโลกกำลังตื่นเต้นกับชะตากรรมของบีเทลจุส ทีม LIGO ก็หาเรื่องให้เราตื่นเต้นอีก หลังจากที่เพิ่งประกาศการค้นพบ Gravitational Wave หมายเลข 190425 ไม่กี่วันที่ผ่านมา ก็ได้มี Candidate ของสัญญาณที่คาดว่าน่าจะเป็น Gravitational Wave ที่มาจากวัตถุท้องฟ้า เดินทางผ่านเรา ชื่อสัญญาณว่า S200114f และตำแหน่งการเกิดของมันใกล้เคียงกับบีเทลจุส

แต่นักฟิสิกส์ก็ต่างลงความเห็นกันว่า ไม่ใช่หรอก สัญญาณนี้น่าจะไม่เกี่ยวข้องกับดาวบีเทลจุส Andy Howel นักดาราศาสตร์จาก UCSB ก็ออกมาทวีตเหตุผลบอกว่าคลื่นนี้ไม่ได้มาจากบีเทลจุสหรอก เพราะว่า บีเทลจุสไม่ได้อยู่ตรงกับจุดที่เกิดขนาดนั้น และคลื่นก็สั้นไปกว่าจะเป็นคลื่นจาก Supernova และไม่มีการตรวจจับอนุภาคพลังงานสูงที่มาจากแหล่งที่เกิด 19045 รวมถึงถ้าเกิดเราตรวจจับคลื่น 200114 ซึ่งตั้งชื่อตามวันที่เกิด คือวันที่ 14 เดือนมกราคม ปี 2020 แปลว่า ณ วันที่เขียนบทความนี้ (18 มกราคม 2020) บีเทลจุสก็คงระเบิดสว่างไปทั่วท้องฟ้าแล้ว

แล้วเกิดอะไรขึ้นกับบีเทลจุสจริง ๆ กันแน่

Sarafina Nance นักดาราศาสตร์วัย 26 ปี และนักเรียน PhD สาขา Theoretical Astrophysics จาก UC Berkeley ผู้ที่ทำการศึกษาดาวบีเทลจุสอย่างมีประสบการณ์ ได้ออกมาทวีตเป็นชุด เมื่อช่วงแรก ๆ ที่มีข่าวนี้เกิดขึ้นบอกว่า เธอเองก็ไม่คิดว่าบีเทลจุสจะระเบิดในเร็ววันนี้ เธออธิบายเรื่อง ดาวแปรแสง (Variable Star) ซึ่งเป็นองค์ความรู้ที่ไม่ได้ใหม่อะไร แต่การการแปรแสงของดาวหมายความว่าดาวดวงนั้นจะมีค่าความสว่างที่ไม่คงที่ บีเทลจุสเป็นดาวกึ่งแปรแสง นั่นหมายความว่าโอกาสที่มันจะสว่างขึ้นและหรี่ลงเป็นเรื่องปกติ ตามที่เราเห็นในกราฟก่อนหน้านี้มาแล้ว แต่ Nance เธอก็อธิบายต่อว่า ทำไมรอบนี้บีเทลจุสถึงได้สว่างน้อยกว่าปกติแทบจะในรอบทศวรรษ เธอพูดถึงปรากฎการณ์ที่เรียกว่า Convective Cells ที่เป็นสาเหตุของการแปรแสงอย่างไม่ปกติของบีเทลจุส

เธอบอกให้เรามองว่า ปกติแล้วดาวแปรแสงจะแปรแสงได้จากหลายปัจจัย เช่นการเกิด Pulsating นึกภาพว่าดวงอาทิตย์ของเราจะมีช่วง Solar Maximum และ Solar Minimum ซึ่งเป็นช่วงที่มีกิจกรรมและการแผ่รังสีในดวงอาทิตย์ที่มากหรือน้อยตามวัฒจักรของมัน หรืออาจจะเกิดจากการประทุบนผิว (Eruptive) ซึ่งปรากฏการณ์พวกนี้ สามารถคำนวณออกมาได้ในเชิงกึ่งสถิติ แต่มีปรากฎการณ์หนึ่งที่ทำให้เกิดการแปรแสงได้ ซึ่งก็คือ Convective Cells นี่เอง

ให้เราลองนึกภาพว่าเรากำลังต้มน้ำ น้ำกำลังเดือดปุด ๆ ความร้อนเดินทางจากด้านล่างขึ้นมาสู่ผิวน้ำ แต่เมื่อถึงผิวน้ำความร้อนควรจะเดินทางขึ้นสู่ที่ที่สูงขึ้น แต่มันไปต่อไม่ได้แล้วเนื่องจากเป็นบริเวณที่มีความหนาแน่นต่างกัน (จากน้ำเป็นอากาศ) แต่ความร้อนก็ยังอยากเดินทางอยู่ มันจึงเดินทางออกไปข้าง ๆ แทน ฟองน้ำเดือดปุด ๆ ถึงได้ไหลออกไปทางด้านข้าง นั่นหมายความว่าการเกิดความร้อนจากภายในทำให้บริเวณผิวมีการเคลื่อนที่ สิ่งนี้เกิดขึ้นกับดาวฤกษ์เช่นกัน Nance บอกว่า สิ่งนี้แหละที่มีผลต่อการแปรแสงของบีเทลจุส คือการเกิด Density Imbalances หรือบริเวณต่าง ๆ ของดาวมีความหนาแน่นที่ไม่เท่ากัน ทำให้เกิดกระแสไหลวนแล้วส่งผลต่อความสว่างของดาว

ก่อนหน้านี้มี Paper ที่ชื่อว่า Convective cells in Betelgeuse: imaging through spectropolarimetry ที่ทำการอธิบายปรากฏการณ์ Convective cells บนบีเทลจุส ซึ่งก็ออกมาในช่วงเดียวกับที่เราสามารถถ่ายภาพบีเทลจุสแบบเห็นรายละเอียได้ชัดเจน

จะเห็นว่าปัจจัยที่เกิดจาก Density Imbalances มีความซับซ้อน อาศัยหลายตัวแปรมากกว่าการสังเกต Pulsating ซึ่งทำได้บ้างโดยการอาศัยข้อมูลเชิงสถิติ ทำให้ การเกิดการหรี่แสงที่ไม่ปกติของบีเทลจุส อาจมองได้ว่าเป็นเรื่องไม่ปกติ ถ้าคิดด้วย Pulsating และเป็นเรื่องปกติถ้าคิดด้วย Density Imbalances

และเธอก็ยังเชื่อมั่นใน Paper ของเธอบอกว่าบีเทลจุสอาจจะไม่ระเบิดในเร็ว ๆ วันนี้หรอกนะ

แยกย้ายกลับบ้าน

ถามว่าสรุปตอนนี้เราชัวร์แค่ไหนว่าบีเทลจุสจะเบิด ต้องบอกว่าข้อมูลจากนักดาราศาสตร์ ก็สามารถอธิบายหลาย ๆ อย่างที่เกิดขึ้นได้อย่างค่อนข้างละเอียด โดยเฉพาะการอธิบายเรื่อง Density Imbalances กับ Bias ด้านข้อมูลเชิงสถิติ รวมถึงคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจจับได้ ซึ่งเป็นคลื่นความโน้มถ่วงจริงหรือเปล่าก็ยังไม่รู้ และถ้าใช่จริง ๆ ป่านนี้เราคงเดินออกไปเห็นวัตถุท้องฟ้าที่สว่างกว่าดวงจันทร์แล้ว

เอาจริง ๆ เราก็ไม่ได้อยากจะคอนเฟิร์มอะไรมาก แต่ถ้ามันระเบิดจริง ๆ เราขอยอมให้เอาขี้ไปปา Nance ที่ UC Berkly (ไม่ต้องมาปาเรา) ซึ่งการประโคมข่าวในครั้งนี้ก็สร้างความตื่นตัวไม่น้อยให้กับนักดาราศาสตร์ ทั้งมืออาชีพและสมัครเล่น รวมถึงสื่อกระแสหลักทั่วไปให้ได้มาสนใจเรื่องราวของบีเทลจุส แต่ถ้าเราศึกษาแต่ผิว ๆ อาจจะสนุกจริงที่ได้เล่นข่าวบีเทลจุสระเบิด แต่ถ้าศึกษาลงลึกจริงจังจะพบกับความสนุกที่มากกว่า อย่างกรณีนี้หนึ่งเลยเราก็คือได้เห็น สมาคม Twitter นักดาราศาสตร์ ได้เห็นความเล่นใหญ่ของ The New York Times เป็นอีกหนึ่งความสนุกสนานรวมถึงได้ความรู้ใหม่ ๆ เกี่ยวกับปรากฏการณ์บนผิวดาวฤกษ์ รวมถึงสอนเราเรื่องการ Bias ข้อมูลเชิงสถิติ

พับขากล้องแล้วแยกย้ายซะ แต่อย่าลืมศึกษาต่อ เพราะอีกแสนปีบีเทลจุสก็คงระเบิดตามที่นักฟิสิกส์คาดไว้จริง ๆ

เรียบเรียงโดย ทีมงาน Spaceth.co