จากการเปิดเผยของ NASA รายงานล่าสุดระบุว่าการศึกษาวิเคราะห์ซากซูเปอร์โนวา (Supernova Remnants) หรือเศษซากที่หลงเหลือจากการระเบิดของดาวฤกษ์สองแห่ง พบหลักฐานสำคัญที่ชี้ว่าการระเบิดเหล่านั้นอาจมาจากดาวฤกษ์ที่เป็น "พี่น้อง" กัน ซึ่งครั้งหนึ่งเคยโคจรรอบกันและกันในระบบดาวคู่ ก่อนที่การระเบิดของดาวดวงแรกจะส่งดาวคู่ของมันพุ่งทะยานไปในอวกาศ และระเบิดตามไปในอีกหลายหมื่นปีต่อมา
การวิเคราะห์ข้อมูลตลอด 16 ปีจาก กล้องโทรทรรศน์อวกาศรังสีแกมมา Fermi พบรังสีแกมมาที่เกี่ยวข้องกับซากซูเปอร์โนวาที่ซ่อนตัวอยู่ภายใต้แสงจ้าของเพื่อนบ้านอย่าง เนบิวลาแมงกะพรุน (Jellyfish Nebula) ซึ่งเป็นหนึ่งในซากซูเปอร์โนวาที่แผ่รังสีแกมมาสว่างที่สุดเท่าที่รู้จัก
"การวิเคราะห์ของเราเผยให้เห็นความเชื่อมโยงที่น่าทึ่งระหว่างซากซูเปอร์โนวาทั้งสอง จนเราสรุปได้ว่าพวกมันน่าจะเกี่ยวข้องกัน และนี่ถือเป็นตัวอย่างแรกของระบบดาวคู่ที่พบว่าดาวทั้งสองดวงต่างระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาและทิ้งซากที่ตรวจพบได้ไว้ทั้งคู่" Miltiadis Michailidis นักวิจัยหลังปริญญาอกจากภาควิชาฟิสิกส์ มหาวิทยาลัย Stanford กล่าว
การค้นพบในกลุ่มดาวคนคู่
การศึกษานี้มุ่งเน้นไปที่ซากซูเปอร์โนวาจางๆ ที่เรียกว่า G189.6+3.3 ซึ่งส่วนใหญ่ตรวจพบในย่านรังสีเอกซ์ แต่มักถูกบดบังโดย เนบิวลาแมงกะพรุน (IC 443) ที่สว่างกว่ามาก วัตถุทั้งสองนี้ตั้งอยู่ใน กลุ่มดาวคนคู่ (Gemini) และดูเหมือนจะซ้อนทับกันเมื่อมองผ่านรังสีเอกซ์ หลักฐานล่าสุดบ่งชี้ว่าพลาสมาที่ร้อนจัดจาก G189.6+3.3 อาจแผ่ขยายครอบคลุมพื้นที่ทั้งหมด ซึ่งเป็นสัญญาณว่าการซ้อนทับกันนั้นอาจเกิดขึ้นเกือบสมบูรณ์
ซูเปอร์โนวา (Supernova) คือการระเบิดอย่างรุนแรงของดาวฤกษ์มวลมากเมื่อแกนกลางที่สร้างพลังงานหมดเชื้อเพลิงและยุบตัวลงภายใต้น้ำหนักของตัวเอง คลื่นกระแทกจากการระเบิดจะพัดเอากลุ่มก๊าซและเศษซากร้อนพุ่งกระจายออกไปในอวกาศ ซึ่งปัจจุบันนักดาราศาสตร์ได้รวบรวมบัญชีรายชื่อซากซูเปอร์โนวาในกาแล็กซีของเราได้แล้วประมาณ 300 แห่ง
กลไกการเกิดรังสีแกมมาและการเร่งอนุภาค
ภารกิจ Fermi ได้พิสูจน์ให้เห็นว่าคลื่นกระแทกจากซากซูเปอร์โนวาสามารถเร่งอนุภาคให้มีความเร็วเข้าใกล้แสง ซึ่งกระบวนการนี้ถูกเสนอครั้งแรกโดยนักฟิสิกส์ Enrico Fermi ในปี 1949 อนุภาคความเร็วสูงเหล่านี้ หรือที่เรียกว่า รังสีคอสมิก (Cosmic Rays) จะเข้าปะทะกับก๊าซระหว่างดาวเพื่อสร้าง รังสีแกมมา (Gamma-rays) ซึ่งเป็นรูปแบบแสงที่มีพลังงานสูงที่สุดในจักรวาล
ในปี 2013 ข้อมูลจาก Fermi ยืนยันว่า เนบิวลาแมงกะพรุนผลิตรังสีแกมมาผ่านกลไกนี้ ขณะที่เพื่อนบ้านอย่าง G189.6+3.3 ถูกค้นพบครั้งแรกในปี 1994 จากการสำรวจด้วยรังสีเอกซ์ของภารกิจ ROSAT ของเยอรมนี
ข้อมูลใหม่เผยให้เห็นว่าคลื่นกระแทกจาก G189.6+3.3 ได้พุ่งชนกับก๊าซระหว่างดาวที่มีความหนาแน่นและชะลอตัวลงอย่างมาก ซึ่งเป็นหลักฐานสำคัญที่ระบุว่าซากซูเปอร์โนวาทั้งสองกำลังปฏิสัมพันธ์กับระบบกลุ่มก๊าซเดียวกัน และอยู่ห่างจากโลกในระยะทางที่ใกล้เคียงกันคือประมาณ 6,000 ปีแสง
เครื่องเร่งอนุภาคยักษ์ในอวกาศ
นักดาราศาสตร์เชื่อว่า เนบิวลาแมงกะพรุน อาจเป็น PeVatron หรือเครื่องเร่งอนุภาคคอสมิกที่สามารถเพิ่มพลังงานให้กับโปรตอนได้สูงมากจนเกือบจะหลุดพ้นจากกาแล็กซีของเรา การค้นพบเครื่องเร่งอนุภาคแห่งที่สองในบริเวณใกล้เคียงกันจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจได้ดียิ่งขึ้นว่าซากซูเปอร์โนวาพัฒนาไปเป็น PeVatron ได้อย่างไร
ทีมวิจัยประเมินว่า เนบิวลาแมงกะพรุน มีอายุประมาณ 8,000 ถึง 9,000 ปี ในขณะที่ G189.6+3.3 มีอายุระหว่าง 20,000 ถึง 110,000 ปี ซึ่งหมายความว่าระยะเวลาที่ทิ้งห่างระหว่างการระเบิดของดาวพี่น้องคู่นี้อาจยาวนานถึง 100,000 ปี
จากการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์ผ่านระบบดาวคู่มวลมากนับล้านระบบ พบว่าระบบที่ดาวโคจรใกล้กันพอที่จะแลกเปลี่ยนมวลสารสามารถเกิดการระเบิดซูเปอร์โนวาสองครั้งที่มีระยะห่างและเวลาตามที่ตรวจพบได้จริง โดยโอกาสที่จะพบการจัดเรียงตัวเชิงพื้นที่และระยะทางที่สอดคล้องกันเช่นนี้โดยบังเอิญมีน้อยกว่า 1% ซึ่งสนับสนุนทฤษฎีความสัมพันธ์ทางกายภาพอย่างแน่นแฟ้น
การศึกษาครั้งนี้ระบุถึงตัวอย่างที่หาได้ยากยิ่งของระบบดาวคู่ที่ระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาทั้งคู่และทิ้งซากที่แยกจากกันไว้ให้เห็น ภารกิจ Fermi ยังคงเผยให้เห็นชีวิตที่ผันผวนของดวงดาว และช่วยให้เราเชื่อมโยงเศษซากที่รุ่งโรจน์ของดาวฤกษ์มวลมากสองดวงเข้ากับคู่หูทรงพลังที่วิวัฒนาการร่วมกันมานานหลายพันปี ตามรายงานจาก Elizabeth Hays นักวิทยาศาสตร์โครงการ Fermi ณ ศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ด
สำหรับการรับชมวิดีโอและภาพถ่ายความละเอียดสูงเพิ่มเติม สามารถศึกษาได้จาก Scientific Visualization Studio ของ NASA
