Hubble ติดตามสัญญาณ Fast Radio Burst ที่มีอายุมากกว่ามนุษยชาติกลับไปยังกาแล็กซีไกลโพ้นได้สำเร็จ

Fast Radio Burst (FRB) หรือแปลแบบไทย ๆ ก็คือระเบิดพลังงานคลื่นวิทยุความเร็วสูง (ฮา) เป็นการระเบิดของพลังงานคลื่นวิทยุมหาศาลอย่างฉับพลันโดยการเกิด FRB แค่ 1/1000 วินาทีอาจปลดปล่อยพลังงานเท่ากับที่ดวงอาทิตย์ปล่อยใน 1 ปีเลยทีเดียว

FRB มีลักษณะการเกิดเหมือนกับฟ้าแลบ บางครั้งมันอาจจะเร็วมากจนเราไม่รู้ว่ามันเกิดอยู่ตรงไหนแต่รู้ว่ามันเกิดเพราะอยู่ ๆ ก็เกิดแสงวาบมากระทบที่ตาเรา ปรากฏการณ์เดียวกันเกิดกับ FRB เพราะมันเร็วมากระดับจุดทศนิยมในวินาทีเหมือนกับการเกิดฟ้าแลบแบบที่เราไม่ทันมองเราก็จะไม่รู้ว่ามันจากไหน แต่เรารู้ว่ามันเกิดเพราะมีสัญญาณวิทยุความเข้มสูงมาตกกระทบจานรับสัญญาณบนโลก ที่หากเทียบกับเหตุการณ์สมมุติข้างบนก็คือตาเรานั่นเอง

อ่านบทความเกี่ยวกับหลักการทำงานของกล้องโทรทรรศน์วิทยุได้ที่นี่ – เจาะลึกหลักการทำงานของกล้องโทรทรรศน์วิทยุชนิดต่าง ๆ TNRO ของไทย เป็นแบบไหน

ภาพจำลองการรับสัญญาณ Fast Radio Burst ที่ Parkes Radio Telescope – Swinburne Astronomy Productions

เพราะเหตุนี้ทำให้หลาย ๆ ครั้งนักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับ FRB ได้ แต่ไม่สามารถติดตามกลับไปได้ว่ามันมาจากไหนเพราะสัญญาณ FRB หายไปก่อนที่เราจะสามารถหันกล้องโทรทรรศน์วิทยุเพื่อติดตามสัญญาณดังกล่าวได้ทัน และการที่เราติดตามไม่ได้ว่ามันมาจากไหน เราก็เลยไม่รู้ว่าทำไมมันถึงเกิดนั่นเอง

Hubble Space Telescope ติดตาม FRB ได้สำเร็จ

นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับ FRB อันแรกได้เมื่อวันที่ 24 มิถุนายน 2001 ที่ Parkes Radio Observatory ตั้งแต่นั้นมาเราก็สามารถตรวจจับ FRB ได้อีกเป็นพัน ๆ อัน อย่างไรก็ตามมีเพียง 15 อันเท่านั้นที่เราสามารถติดตามได้ว่าแหล่งที่มาอยู่ที่ไหน

ล่าสุดนั้น Hubble Space Telescope (HST) สามารถติดตามแหล่งที่มาของ FRB 5 ครั้งกลับไปยังแหล่งที่มาของมันได้สำเร็จ ซึ่งเป็นงานวิจัยนำโดยคุณ Alexandra Mannings ที่ University of California นอกจาก Hubble จะสามารถติดตามแหล่งที่มาของ FRB ได้แล้วมันยังสามารถถ่ายรูปลักษณะของกาแล็กซีที่เป็นแหล่งกำเนิดของ FRB ทั้ง 5 ได้อีกด้วย โดย FRB ทั้ง 5 มาจากกาแล็กซีกังหันอีก 5 อันทั้งหมด

Hubble ใช้กล้อง Wide Field Camera 3 ซึ่งเป็นกล้องถ่ายรูปในช่วงคลื่น Ultraviolet และ near-Infrared ในการสำรวจ FRB ที่ตรวจเจอเมื่อปี 2017 1 อัน และอีก 7 อันที่ตรวจพบระหว่างปี 2019 และ 2020

ภาพของแหล่งกำเนิด FRB สองแหล่งจากกล้อง Hubble Space Telescope โดยภาพฝั่งซ้ายสองภาพคือภาพกาแล็กซีกังหันซึ่งเป็นแหล่งกำเนิดของ FRB 190714 (ซ้ายบน) และ FRB 180924 (ซ้ายล่าง) ส่วนภาพฝั่งขวาทั้ง 2 ภาพคือภาพฝั่งซ้ายที่ผ่านการประมวลผลมาเพื่อให้เห็นรายละเอียดของกาแล็กซีแหล่งกำเนิดของ FRB ได้ดีขึ้น โดยแหล่งกำเนิดของ FRB ถูกวงกลมไว้ด้วยเส้นประ – ที่มา SCIENCE: NASA, ESA, Alexandra Mannings (UC Santa Cruz), Wen-fai Fong (Northwestern) IMAGE PROCESSING: Alyssa Pagan (STScI)

ภาพของบน คือ ภาพแหล่งกำเนิดของ FRB 190714 และ FRB 180924 ซึ่งถูกติดตามตำแหน่งกลับมาด้วย Hubble Space Telescope โดยกาแล็กซีทั้ง 2 นั้นห่างออกไปจากโลกมาก ๆ โดยนักวิทยาศาสตร์คาดว่าเรากำลังมองอดีตของมันอยู่กว่าหลายพันล้านปี (ครึ่งอายุของเอกภพ)

เราก็สามารถสันนิษฐานได้แล้วว่ามันอยู่ห่างออกไปกว่าหลายพันล้านปีแสง จึงสามารถสรุปได้ว่า FRB ที่เราตรวจพบนั้นเดินทางมาหลายพันล้านปีแสงและมันเดินทางออกจากแหล่งกำเนิดของมันก่อนมนุษย์จะเกิดเสียอีก (อาจจะก่อนโลกเกิดด้วย)

ภาพของแหล่งกำเนิด FRB 4 อันในกาแล็กซีกังหัน 4 อันที่อยู่ห่างออกไปไกลโพ้นประกอบไปด้วยแหล่งกำเนิดของ FRB 190814 (ซ้ายบน), FRB 191001 (ขวาบน), FRB 180924 (ซ้ายล่าง), และ FRB 190608 (ขวาล่าง) – ที่มา SCIENCE: NASA, ESA, Alexandra Mannings (UC Santa Cruz), Wen-fai Fong (Northwestern) IMAGE PROCESSING: Alyssa Pagan (STScI)

แล้ว FRB เกิดมาจากไหน

จากภาพแหล่งกำเนิดของ FRB หลาย ๆ อันที่แสดงให้เห็นถึงความหลากหลายในลักษณะของกาแล็กซีกังหันแหล่งกำเนิดของ FRB ที่มีแบบยืด ๆ บ้างแบบกลม ๆ นอกจากนี้ FRB ทั้งหมดไม่ได้เกิดในพื้นที่ที่มีดาวหนาแน่นซึ่งก็คือบริเวณใจกลางของกาแล็กซีที่มีความสว่างสูง ทำให้เราสามารถสันนิษฐานเบื้องต้นได้ว่า FRB ไม่ได้เกิด (หรือไม่ค่อยเกิด) จากดาวมวลมากหรือดาวอายุน้อย (ซึ่งส่วนใหญ่จะอยู่กลางกาแล็กซี)

ซึ่งข้อสันนิษฐานดังกล่าวจะตัดทฤษฎีการเกิด FRB จากการระเบิดของดาวอายุน้อยหรือดาวมวลมากออกไปซึ่งทำให้เกิด Gamma-Ray burst (GRB) และ Supernova ชนิดต่าง ๆ แต่ก็ยังมีทฤษฎีอีกหลายอันที่ยังต้องผ่านการยืนยันเช่น FRB อาจจะเกิดจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนที่ทำให้เกิด Supernova และคลื่นความโน้มถ่วง (Gravitational Wave) ที่อาจใช้เวลาหลายพันล้านปีกว่าจะเกิดสักครั้งหนึ่ง ซึ่งส่วนใหญ่จะเกิดในแขนของกาแล็กซีกังหันที่มีอายุมากและไม่ค่อยมีดาวเกิดใหม่แล้ว

วิดีโอจำลองการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน (Neutron Star Merger) ซึ่งหลังการระเบิดทำให้เกิด Gamma-Ray Burst (GRB) และ Supernova – ที่มา NASA’s Goddard Space Flight Center/CI Lab

อย่างไรก็ตามนักวิทยาศาสตร์พบว่าผลการวิเคราะห์รูปจากกล้อง Hubble สอดคล้องกับทฤษฎีการเกิด FRB จาก Magnetar อายุน้อย

Magnetar คือ ชนิดของดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กกำลังสูง (สูงมากจริง ๆ) อาจถือได้ว่าเป็นวัตถุที่มีสนามแม่เหล็กกำลังสูงที่สุดในเอกภาพก็ว่าได้ โดยสนามแม่เหล็กของมันรุนแรงกว่าสนามแม่เหล็กที่อยู่ในประตูตู้เย็นกว่า 1 ล้านล้านเท่า นึกสภาพถ้าประตูตู้เย็นเป็น Magnetar ไม่ต้องไปผลักมันแต่มันจะปิดด้วยความเร็วใกล้แสงกับระเบิด ซึ่งระเบิดที่ว่าคือโลกระเบิด (ปิดประตูยังไงให้โลกระเบิดด้วย Magnetar)

อ่านบทความเจาะลึกเกี่ยวกับ Magnetar ได้ที่นี่ – ค้นพบดาวนิวตรอนแบบ Magnetar ที่คาดว่าน่าจะอายุน้อยที่สุดเท่าที่เคยเจอ

ภาพจำลองของการเกิด Flare หรือ Outburst บน Magnetar – ที่มา NASA’s Goddard Space Flight Center

นักวิทยาศาสตร์คาดว่า Magnetar เหล่านี้อาจทำให้เกิดการลุกจ้า (Flare) ซึ่งแผ่สัญญาณคลื่นวิทยุนั่นเอง ก่อนหน้านี้ที่นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่า FRB เกิดมาจากกาแล็กซีแบบใดทำให้เกิดการสันนิษฐานว่า FRB อาจจะเกิดจากกาแล็กซีแคระที่อยู่ในกาแล็กซีขนาดใหญ่อีกทีก่อนที่จะถูกปัดตกไปจากการสำรวจล่าสุดของ Hubble นั่นเอง

งานวิจัยดังกล่าวจะถูกเผยแพร่ลงใน The Astrophysical Journal เร็ว ๆ นี้

เรียบเรียงโดย ทีมงาน SPACETH.CO

อ้างอิง

Hubble Tracks Down Fast Radio Bursts to Galaxies’ Spiral Arms

เราใช้คุกกี้เพื่อพัฒนาประสิทธิภาพ และประสบการณ์ที่ดีในการใช้เว็บไซต์ของคุณ คุณสามารถศึกษารายละเอียดได้ที่ นโยบายความเป็นส่วนตัว และสามารถจัดการความเป็นส่วนตัวเองได้ของคุณได้เองโดยคลิกที่ ตั้งค่า

Privacy Preferences

คุณสามารถเลือกการตั้งค่าคุกกี้โดยเปิด/ปิด คุกกี้ในแต่ละประเภทได้ตามความต้องการ ยกเว้น คุกกี้ที่จำเป็น

Allow All
Manage Consent Preferences
  • Always Active

Save