J0331-27 ดาวจิ๋วที่ระเบิดพลังได้มากกว่า ดวงอาทิตย์

J0331-27

“ดวงอาทิตย์” ดาวฤกษ์ที่อยู่ตรงใจกลางระบบสุริยะของเรา

เจ้าดาวพลาสมาอันร้อนระอุนี้มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 1.4 ล้านกิโลเมตร ซึ่งใหญ่กว่าโลกถึง 109 เท่า และมีมวลมากกว่าโลก 330,000 เท่า หรือจะเป็นดาวที่ใหญ่กว่านั้นอย่าง “ดาวยูวายสคูไท” (UY Scuti) ดาวยักษ์ใหญ่แดงในกลุ่มดาวโล่ (Scutum Constellation) ดาวดวงนี้เคยได้ชื่อว่าเป็นดาวฤกษ์ที่ดวงใหญ่ที่สุดในจักรวาล โดยมีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ถึง 1,708 เท่า และสว่างกว่าดวงอาทิตย์ 340,000 เท่า

แต่หลังจากนั้นดาวดวงนี้ก็ถูกโค่นแชมป์โดยดวงดาวที่ใหญ่กว่า ชื่อว่า “ควอไซสตาร์” (Quasi-star) หรือดาวฤกษ์ที่มีหลุมดำอยู่ที่ใจกลางอย่างที่พวก eduHUB เคยทำคลิปแนะนำไปก่อนหน้านี้ ซึ่งเจ้าดาวขนาดมหึมานี้มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ถึง 2,600 เท่า และมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 1,000 เท่า จึงทำให้ทุกคนต่างให้ความสนใจว่า มันอาจเป็นหลักฐานการมีอยู่ของ “ดาวฤกษ์มวลยิ่งยวด” (supermassive stars) ที่คาดว่าเคยมีตัวตนอยู่ในช่วงยุคเริ่มต้นของประวัติศาสตร์จักรวาลก็ได้

ควอไซสตาร์ (Quasi-star)
ภาพเปรียบเทียบขนาดของดวงดาวต่างๆ

ด้วยขนาดที่ใหญ่มหึมา จึงไม่น่าแปลกเลยที่ดาวเหล่านี้จะได้รับความสนใจจากเหล่านักวิทยาศาสตร์และนักดาราศาสตร์มากมาย แต่รู้หรือไม่ว่านอกจากดวงดาวขนาดใหญ่พวกนี้แล้ว ยังมีดาวดวงเล็กๆ ที่ถึงแม้จะเล็กแต่ก็เล็กพริกขี้หนูอยู่ เพราะมันสามารถระเบิดพลังงานได้มากกว่าดวงอาทิตย์เสียอีก!

เจ้าดาวดวงจิ๋วที่สามารถระเบิดได้รุนแรงยิ่งกว่าดวงอาทิตย์นี้มีชื่อว่า “J0331-27” เป็นดาวที่ถูกจัดอยู่ในประเภทดาวเคราะห์แคระแอล (L dwarf) โดยมันมีมวลเพียงแค่ 8 เปอร์เซ็นต์ของดวงอาทิตย์เท่านั้น อันที่จริงมันมีมวลน้อยมากจนแทบจะเรียกว่าเป็นดวงดาวไม่ได้เลยด้วยซ้ำ ซึ่งถ้าหากมันมีมวลน้อยกว่านี้อีกนิดล่ะก็ มันจะกลายเป็นดาวที่ไม่มีองค์ประกอบมากพอจะสร้างพลังงานด้วยตัวเองได้ นั่นหมายความว่า การปะทุของพลังงานหรือที่เราเรียกกันว่า “ซุปเปอร์แฟลร์” (Super Flares) ย่อมไม่มีทางเกิดขึ้นด้วยเช่นกัน และนั่นก็ทำให้เหล่านักดาราศาสตร์ต่างมองข้ามเจ้าดาวจิ๋วดวงนี้ไป เพราะคิดว่ามันเป็นดาวที่ดวงเล็กเกินกว่าจะทำอะไรได้ 

J0331-27
ดาว J0331-27 – ขอขอบคุณภาพประกอบจากเว็บไซต์ newatlas.com

เจ้าดาวดวงนี้ถูกมองข้ามอยู่นาน จนกระทั่งเหล่านักดาราศาสตร์กลับมานั่งดูข้อมูลที่บันทึกจากกล้อง EPIC (European Photon Imaging Camera) ในหอสังเกตการณ์เอ็กซเรย์ เอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน (XMM-Newton) ขององค์การอวกาศยุโรป (ESA) และพบว่าในวันที่ 5 กรกฏาคม ปี 2008 จู่ๆ เจ้าดาวจิ๋วดวงนี้ได้ระเบิดรังสีเอ็กซเรย์ออกมา แถมการระเบิดนี้ยังมีความรุนแรงมากกว่าการระเบิดที่รุนแรงที่สุดของดวงอาทิตย์ถึง 10 เท่า และถึงแม้การระเบิดนี้กินเวลาเพียงไม่กี่นาที แต่ก็ทำเอานักดาราศาสตร์อึ้งไปตามๆ กัน เพราะตอนที่เหล่านักดาราศาสตร์นั่งค้นข้อมูลกันอยู่ก็ไม่มีใครคาดหวังว่าจะได้เจอปรากฏการณ์อะไรแบบนี้เลย

“นี่เป็นส่วนที่น่าสนใจที่สุดในการค้นพบนี้เลยก็ว่าได้ เพราะว่าเราไม่ได้คาดหวังว่าดาวเคราะห์แคระแอลจะสามารถสะสมพลังงานภายในสนามแม่เหล็กมากพอที่จะสามารถระเบิดออกมาได้” บีอาเทอ สเตทเซอร์ (Beate Stelzer) นักดาราศาสตร์จากประเทศเยอรมัน กล่าtว

หอสังเกตการณ์เอ็กซเรย์
หอสังเกตการณ์เอ็กซเรย์ เอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน – ขอขอบคุณภาพประกอบจากเว็บไซต์ ras.ac.uk

แต่การระเบิดนี้มันเกิดขึ้นได้ยังไง?

โดยทั่วไปแล้ว ดวงดาวที่มีอุณหภูมิสูงจะสามารถสร้างพลังงานในรูปแบบของประจุไอออนขึ้นมาได้ และพลังงานเหล่านี้จะถูกสะสมอยู่ภายใต้สนามแม่เหล็กในชั้นบรรยากาศของดวงดาวนั้น แต่เมื่อใดก็ตามที่สนามแม่เหล็กในชั้นบรรยากาศของดาวไม่สเถียรและพังครืนลงมา พลังงานที่ถูกกักเก็บเอาไว้จะปะทุและระเบิดออกมา เกิดเป็นแสงสว่างจ้า กลายเป็นแฟลร์อย่างที่ทุกคนเห็น

แต่ทั้งนี้ เจ้าดาวดวงจิ๋วของเรากลับมีอุณหภูมิพื้นผิวเพียงแค่ประมาณ 1,826 องศาเซลเซียส ซึ่งถือว่าน้อยมากเมื่อเทียบกับอุณหภูมิพื้นผิวของดวงอาทิตย์ที่สูงถึง 5,726 องศาเซลเซียส ดังนั้นจึงไม่มีนักดาราศาสตร์คนไหนคาดคิดมาก่อนว่า ดวงที่อุณหภูมิเพียงแค่นี้จะสามารถสะสมพลังงานได้ แถมยังระเบิดออกมาได้รุนแรงกว่าดวงอาทิตย์ที่มีอุณหภูมิสูงกว่าเสียอีก

แอนเดรีย เดอ ลูก้า (Andrea De Luca) ผู้นำในโปรเจกต์เอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน จากองค์กร INAF เมืองมิลาน ประเทศอิตาลี ได้ทำการศึกษาค่าความแปรปรวนที่เกิดขึ้นในอวกาศจากข้อมูลที่ถ่ายโดยหอสังเกตการณ์เอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน ตลอด 13 ปีที่ผ่านมานี้ รวมทั้งสิ้นประมาณ 400,000 ชิ้น ซึ่งแอนเดรียพบว่ามีดาวดวงอื่นๆ อีกมากมายที่สามารถปล่อยซุปเปอร์แฟลร์ออกมาจากส่วนสเปกตรัมของดาวได้ แต่มีเพียงแค่กรณีของเจ้าดาวจิ๋วดวงนี้เท่านั้นที่พบว่ามีการปล่อยคลื่นรังสีเอ็กซเรย์ออกมาด้วย

ซุปเปอร์แฟลร์
ภาพซุปเปอร์แฟลร์ของดวงอาทิตย์ – ขอขอบคุณภาพประกอบจากเว็บไซต์ phys.org

คำถามถัดมาคือ การปล่อยคลื่นรังสีเอ็กซเรย์นี้มันพิเศษกว่าซุปเปอร์แฟลร์อื่นๆ ยังไง?

คำตอบคือ สัญญาณเหล่านี้จะเป็นตัวบ่งบอกว่าจุดระเบิดซุปเปอร์แฟลร์มันอยู่ตรงส่วนไหนของดาว โดยทั่วไปแล้ว จุดระเบิดจะอยู่ลึกลงไปใต้ชั้นบรรยากาศ ใกล้กับพื้นผิวของดวงดาว ทำให้เกิดเป็นแสงสว่างวาบเมื่อระเบิด แต่ในกรณีของดาวเคราะห์จิ๋วนี้ จุดระเบิดของมันน่าจะอยู่สูงกว่าดาวดวงอื่นๆ เพราะรังสีเอ็กซเรย์มักจะอยู่สูงขึ้นไปในชั้นบรรยากาศ พอเกิดการระเบิด รังสีเอ็กซเรย์จึงถูกปล่อยออกมาพร้อมกันด้วย

“เรายังมีเรื่องราวอื่นๆ อีกมากที่ต้องค้นในคลังข้อมูลของเอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน” แอนเดรีย กล่าว “ถ้าให้เปรียบเทียบล่ะก็ ฉันคิดว่าสิ่งที่เราค้นพบก็แค่ยอดของภูเขาน้ำแข็งเท่านั้น”

ซึ่งการจะตอบคำถามให้ได้ว่าดาวเคราะห์จิ๋วดวงนี้เกิดระเบิดครั้งใหญ่แบบนั้นได้ยังไง เราคงต้องสืบค้นข้อมูลเพิ่มเติมต่อไปเรื่อยๆ เพราะเบาะแสเดียวที่เรามีอยู่ตอนนี้คือ การระเบิดเพียงครั้งเดียวของมันเท่านั้น แต่ทั้งนี้ทีมวิจัยในโปรเจกต์เอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตันก็ได้เฝ้าสังเกตดาวดวงนี้ต่อไปอีกถึง 3.5 ล้านวินาที หรือประมาณ 40 วัน แต่ก็ไม่พบว่าเจ้าดาวจิ๋วนี้จะมีการระเบิดเพิ่มเติมแต่อย่างใด ทั้งที่โดยทั่วไปแล้วหลังจากที่ดวงดาวระเบิด มันจะมีการปะทุเล็กๆ ตามมาอีกจำนวนนับครั้งไม่ถ้วน

ซุปเปอร์แฟลร์ของดวงอาทิตย์
ภาพซุปเปอร์แฟลร์ของดวงอาทิตย์ – ขอขอบคุณภาพประกอบจากเว็บไซต์ sciencealert.com

“จากข้อมูลนี้ดูเหมือนจะบ่งบอกว่า ดาวเคราะห์แคระแอลต้องใช้เวลานานกว่าจะสร้างและสะสมพลังงานได้ แต่เมื่อมันระเบิดขึ้นมา มันก็จะกลายเป็นการระเบิดครั้งใหญ่” บีอาเทอ กล่าว

เมื่อเทียบกันแล้ว ดวงดาวที่มีการปะทุบ่อยจะปล่อยพลังงานออกมาในแต่ละครั้งน้อยกว่า เหมือนกับเพิ่งสะสมพลังงานไปได้เพียงนิดหน่อยก็ระเบิดออกมาเสียแล้ว ดังนั้นระดับความรุนแรงจึงน้อยกว่าการระเบิดของดาวเคราะห์แคระแอลที่นานๆ จะระเบิดทีมาก 

“การค้นพบซุปเปอร์แฟลร์ของดาวเคราะห์แคระแอลเป็นตัวอย่างที่ดีสำหรับงานวิจัยที่ใช้ข้อมูลจากเอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตันในอนาคต เพราะมันแสดงให้เห็นถึงศักยภาพทางวิทยาศาสตร์ที่มากมายของโปรเจกต์นี้” นอร์เบิร์ต ชาร์เทอร์ (Norbert Schartel) นักวิทยาศาสตร์ในโปรเจคต์เอ็กซ์เอ็มเอ็ม-นิวตัน จาก ESA กล่าว 

ซุปเปอร์แฟลร์ของดวงอาทิตย์
ภาพซุปเปอร์แฟลร์ของดวงอาทิตย์ – ขอขอบคุณภาพประกอบจากเว็บไซต์ thehoopsnews.com

บางทีเราอาจต้องรอให้เกิดการระเบิดที่คล้ายคลึงกันนี้ขึ้นอีกครั้ง เพื่อที่จะได้ศึกษาปัจจัยที่ทำให้เกิดการระเบิดต่อไป ถึงแม้มันจำเป็นจะต้องใช้ดวงอย่างมากก็ตาม“พวกเราจะรอคอยเซอร์ไพร์สครั้งใหม่ต่อไป” นอร์เบิร์ต กล่าวเสริม

ถึงแม้จะมีเหล่านักดาราศาสตร์มากมายที่พยายามตอบคำถามที่ว่า ดาวเคราะห์แคระแอลดวงนี้เกิดระเบิดขึ้นมาได้อย่างไร แต่สุดท้ายแล้วทฤษฎีเหล่านี้ก็ยังมีช่องโหว่งอยู่มากมายหลายจุด จึงทำให้เรื่องของดาวเคราะห์จิ๋วดวงนี้ยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักดาราศาสตร์ต่อไป แล้วท่านผูู้ชมทุกท่านล่ะคะมีความคิดเห็นอย่างไรกันบ้าง คิดว่าดาวดวงนี้ระเบิดขึ้นมาได้ยังไง ใครไขปริศนาได้แล้วก็คอมเม้นต์เข้ามาพูดคุยกันได้ที่ช่องคอมเม้นต์ด้านล่างนี้เลยนะคะ และถ้าหากใครชื่นชอบคลิปสาระดีดีอย่างนี้ ก็อย่าลืมกด Like กด Share และกดติดตามช่อง eduHUB ไว้เพื่อให้กำลังใจให้กับพวกเราด้วยนะคะ ขอบคุณค่ะ