ค้นพบแกนซูเปอร์โนวาที่มีซิลิกอนและกำมะถัน

ทีมนักวิจัยนานาชาติที่นำโดย นักวิทยาศาสตร์ จากสถาบันวิทยาศาสตร์ไวซ์มันน์ (อิสราเอล) และมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์น (สหรัฐอเมริกา) ได้ค้นพบว่าแกนกลางของซูเปอร์โนวา ซึ่งเป็นดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ที่สามารถระเบิดได้นั้น ประกอบด้วยธาตุหนักหลายชนิด เช่น ซิลิกอน กำมะถัน และอาร์กอน

นี่เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์สังเกตโครงสร้างนี้โดยตรงก่อนที่จะเกิดการระเบิด

ดาวฤกษ์ที่มีชื่อว่า SN2021yfj สูญเสียชั้นนอกไปอย่างกะทันหัน เผยให้เห็นแกนกลางที่ลุกโชนอยู่ตรงกลาง ซึ่งเชื่อกันว่าเป็น "หัวใจ" ของดาวฤกษ์ ก่อนที่จะระเบิด

“ตอนนี้เรามีหลักฐานว่าธาตุหนักมีอยู่ภายในดาวฤกษ์” ศาสตราจารย์อวิชชัย กัล-ยัม หัวหน้ากลุ่มทดลองฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งสถาบันไวซ์มันน์กล่าว “เรารู้ว่าดวงอาทิตย์ประกอบด้วยไฮโดรเจนเป็นส่วนใหญ่ และตั้งสมมติฐานว่าดาวฤกษ์มีธาตุที่หนักกว่า แต่นี่เป็นครั้งแรกที่เราแสดงให้เห็น”

นอกจากศาสตราจารย์กัล-ยามแล้ว งานวิจัยนี้ยังเกี่ยวข้องกับ ดร.โอเฟอร์ ยารอน ผู้เชี่ยวชาญชั้นนำด้านฐานข้อมูลซูเปอร์โนวาแห่งสถาบันไวซ์มันน์ และ ดร.สตีฟ ชูลเซ ผู้เขียนหลักของงานวิจัย ซึ่งปัจจุบันเป็นนักวิจัยที่มหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น (อดีตสมาชิกทีมของกัล-ยาม) ทีมวิจัยยังประกอบด้วยนักวิทยาศาสตร์จากฝรั่งเศส อิตาลี จีน และไอร์แลนด์

ดาวฤกษ์ SN2021yfj ถูกค้นพบครั้งแรกในเดือนกันยายน พ.ศ. 2564 โดยใช้ Zwicky Transient Facility ในแคลิฟอร์เนีย โดยใช้กล้องมุมกว้างสแกนท้องฟ้ายามค่ำคืนทั้งหมด

ดร. ชูลเซ่ ค้นพบแสงแฟลชที่ผิดปกติในบริเวณกำเนิดดาวฤกษ์ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 2.2 พันล้านปีแสง

ทีมงานต้องการระบุองค์ประกอบของธาตุต่างๆ จึงพยายามรวบรวมสเปกตรัมแสง ซึ่งเป็นเทคนิคในการวิเคราะห์แสงเพื่อระบุธาตุต่างๆ ที่ปรากฏอยู่ในระเบิด

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากสภาพอากาศและการขาดแคลนอุปกรณ์สังเกตการณ์ที่เหมาะสม ทำให้ทีมงานต้องใช้เวลาสักระยะหนึ่งในการรวบรวมข้อมูลสเปกตรัมจากเพื่อนร่วมงานที่มหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนีย เบิร์กลีย์

ทันทีหลังจากได้รับข้อมูล ศาสตราจารย์กัล-ยามสามารถระบุการมีอยู่ของซิลิกอน กำมะถัน และอาร์กอนได้ ซึ่งไม่เคยมีการบันทึกมาก่อน

โดยทั่วไป ซูเปอร์โนวาจะก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่ใกล้จะสิ้นสุดอายุขัยจะยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงของตัวเอง ทำให้เกิดการระเบิดอย่างรุนแรงและเปล่งแสงที่กินเวลานานหลายสัปดาห์

ก่อนหน้านี้ มักพบว่าดาวฤกษ์ที่ "ถูกแยกออก" เผยให้เห็นเพียงชั้นฮีเลียมหรือคาร์บอนและออกซิเจนเท่านั้น หลังจากสูญเสียเปลือกไฮโดรเจนชั้นนอกไปแล้ว

อย่างไรก็ตาม SN2021yfj ได้สูญเสียชั้นต่างๆ มากขึ้น ทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถเจาะลึกเข้าไปในแกนกลางและตรวจจับธาตุที่มีน้ำหนักมากขึ้นที่ไม่เคยพบเห็นมาก่อนการระเบิด

“ดาวดวงนี้สูญเสียสสารส่วนใหญ่ที่มันสร้างขึ้นในช่วงชีวิตของมันไป” ดร. ชูลซ์ กล่าว “เรามองเห็นสสารที่ก่อตัวขึ้นในช่วงหลายเดือนก่อนที่มันจะระเบิดเท่านั้น ต้องมีเหตุการณ์รุนแรงบางอย่างเกิดขึ้นแน่ๆ”

นักวิทยาศาสตร์ตั้งทฤษฎีว่าการระเบิดของซูเปอร์โนวาอาจได้รับอิทธิพลจากดาวฤกษ์คู่ การปะทุก่อนเกิดซูเปอร์โนวา หรือแม้แต่ลมดาวฤกษ์ที่มีพลังรุนแรงผิดปกติ

“การศึกษาลึกลงไปในแกนกลางของดาวฤกษ์ยักษ์จะช่วยขยายความเข้าใจทางวิทยาศาสตร์ของเราเกี่ยวกับต้นกำเนิดของธาตุหนัก” ศาสตราจารย์กัล-ยาม เน้นย้ำ “อะตอมทุกอะตอมในร่างกายของเราและใน โลก รอบตัวเรา ล้วนก่อตัวขึ้น ณ ที่ใดที่หนึ่งในจักรวาล พวกมันผ่านการเปลี่ยนแปลงนับไม่ถ้วนตลอดหลายพันล้านปีก่อนจะมาถึงที่นี่ ดังนั้นการสืบหาต้นกำเนิดและกระบวนการก่อตัวของพวกมันจึงเป็นความท้าทายอย่างยิ่ง”

ทีมวิจัยของศาสตราจารย์กัลยามกล่าวว่าจะยังคงทำการวิจัยต่อไปเพื่อ ค้นพบ เพิ่มเติมเกี่ยวกับการก่อตัวของธาตุในจักรวาล

ที่มา: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-loi-sieu-tan-tinh-chua-silic-va-luu-huynh-post1056999.vnp