นักดาราศาสตร์ชี้คลื่นวิทยุจากนอกโลกที่เป็นปริศนาทางดาราศาสตร์มานานอาจมาจากดาวนิวตรอนใกล้หลุมดำ

นักวิจัยใช้ข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซีโบในเปอร์โตริโกเพื่อวิเคราะห์ปรากฏการณ์ FRB Image copyright DR SETH SHOSTAK/SCIENCE PHOTO LIBRARY
คำบรรยายภาพ นักวิจัยใช้ข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซีโบในเปอร์โตริโกเพื่อวิเคราะห์ปรากฏการณ์ FRB

การลุกจ้าอย่างฉับพลันในช่วงคลื่นวิทยุ (Fast Radio Burst - FRB) จากห้วงอวกาศ อาจส่งออกมาจากแหล่งกำเนิดที่เป็นดาวนิวตรอน ซึ่งตั้งอยู่ในสภาพแวดล้อมที่มีสนามแม่เหล็กพลังมหาศาลล้อมรอบ โดยอาจเป็นดาวนิวตรอนในเนบิวลา หรือดาวนิวตรอนที่อยู่ใกล้กับหลุมดำก็เป็นได้

คณะนักดาราศาสตร์นานาชาติตีพิมพ์เผยแพร่ผลการศึกษาล่าสุดในวารสารเนเจอร์ ซึ่งระบุว่าการปะทุขึ้นของสัญญาณวิทยุจากนอกโลก ซึ่งเป็นคลื่นวิทยุพลังงานสูงในเวลาสั้น ๆ ไม่กี่มิลลิวินาที หรือที่เรียกว่า "เอฟอาร์บี" อาจไม่ได้ส่งออกมาจากดาวนิวตรอนโดยทั่วไป แต่เป็นดาวนิวตรอนในสภาพแวดล้อมพิเศษ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในกรณีของเอฟอาร์บีที่มีชื่อว่า FRB 121102 ซึ่งเป็นเอฟอาร์บีแหล่งเดียวที่ปล่อยคลื่นวิทยุพลังงานสูงดังกล่าวออกมาอย่างต่อเนื่องถึงราว 150 ครั้งแล้ว

ก่อนหน้านี้ ปรากฏการณ์เอฟอาร์บีเป็นเรื่องที่เป็นปริศนาอย่างยิ่งว่าคลื่นวิทยุชนิดนี้คืออะไร และส่งออกมาจากที่ใดในจักรวาลกันแน่ โดยนับแต่ปี 2007 ซึ่งมีการค้นพบบันทึกข้อมูลเกี่ยวกับเอฟอาร์บีที่เกิดขึ้นครั้งแรกในปี 2001 หลังจากนั้นก็มีการค้นพบปรากฏการณ์เอฟอาร์บีจากแหล่งกำเนิดอื่น ๆ อีกทั้งหมด 18 แห่ง โดยมีผู้เสนอคำอธิบายถึงที่มาของเอฟอาร์บีที่เป็นไปได้หลายแนวทาง ตั้งแต่หลุมดำไปจนถึงสิ่งมีชีวิตต่างดาว

นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุตรวจสอบ FRB 121102 และพบว่าคลื่นวิทยุที่ส่งออกมานั้นมีลักษณะเป็นคลื่นโพลาไรซ์ (Polarized wave) หรือคลื่นที่มีทิศทางสั่นในระนาบเดียว แต่มีความผิดปกติคือทิศทางการสั่นของคลื่นดังกล่าวถูกทำให้ "บิดเบี้ยว" ด้วยอิทธิพลของสนามแม่เหล็กตามหลักการหมุนของฟาราเดย์ (Faraday rotation) โดยยิ่งสนามแม่เหล็กทรงพลังเท่าใด ก็จะยิ่งทำให้มันบิดเบี้ยวมากขึ้นเท่านั้น

นายดาเนียล มิชิลลี ผู้เขียนร่วมของบทความวิจัยดังกล่าวจากมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัมกล่าวว่า "แหล่งกำเนิดของคลื่นต่าง ๆ ในกาแล็กซีช้างเผือกที่คลื่นโพลาไรซ์มีความบิดเบี้ยวมากเท่ากับ FRB 121102 นั้นตั้งอยู่ใจกลางดาราจักร ซึ่งเป็นบริเวณที่มีพลวัตรความปั่นป่วนมากเพราะอยู่ใกล้กับหลุมดำขนาดใหญ่ บางที FRB 121102 อาจจะอยู่ในสภาพแวดล้อมแบบเดียวกันในกาแล็กซีของมันเองก็เป็นได้ หรือไม่ก็อาจอยู่ภายในเนบิวลาที่ทรงพลัง หรืออยู่ในกลุ่มสสารที่เหลือจากการระเบิดของดาวฤกษ์" (ซูเปอร์โนวา)

เมื่อหนึ่งปีที่แล้ว ทีมวิจัยเดียวกันได้ระบุตำแหน่งของแหล่งกำเนิด FRB 121102 ว่าอยู่ในบริเวณที่เป็นแหล่งก่อตัวของดวงดาวในกาแล็กซีแคระ ห่างจากโลกกว่าสามพันล้านปีแสง การที่มันอยู่ไกลเช่นนี้แสดงว่าพลังงานที่ปล่อยออกมาในแต่ละครั้งมีปริมาณมหาศาล โดยภายใน 1 มิลลิวินาที อาจปลดปล่อยพลังงานเท่ากับของดวงอาทิตย์ในหนึ่งวันทีเดียว

ด้านดร.วิชาล กาจจาร์ จากโครงการเบรกทรู ลิสเซน (Breakthrough Listen) และศูนย์วิจัยเพื่อค้นหาสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาต่างดาว (SETI) แห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียวิทยาเขตเบิร์กลีย์ ให้ความเห็นว่า "ณ จุดนี้ เรายังไม่เข้าใจกลไกการระเบิดคลื่นวิทยุแบบฉับพลัน ยังมีอีกหลายคำถาม เช่น ดาวนิวตรอนที่กำลังหมุนสามารถผลิตพลังงานที่เข้มข้นอย่างเอฟอาร์บีได้อย่างไร"

นายแอนดรูว์ ซีมอร์ เจ้าหน้าที่ประจำกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซีโบ กล่าวเสริมว่า "คุณสมบัติโพลาไรเซชันและรูปร่างของแสงจากคลื่นเหล่านี้ คล้ายกับคลื่นวิทยุที่ส่งออกมาจากดาวนิวตรอนอายุน้อยและมีพลังงานสูงในกาแล็กซีของเรา ซึ่งเป็นข้อมูลที่สนับสนุนว่า การระเบิดคลื่นวิทยุพลังงานสูงแบบฉับพลัน มาจากดาวนิวตรอนนั่นเอง"

นักดาราศาสตร์ไทยก็สนใจ FRB

ศุภชัย อาวิพันธุ์ นักวิจัยของสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) เปิดเผยกับบีบีซีไทยว่า NARIT ได้ร่วมกับมหาวิทยาลัยในอังกฤษสองแห่งก็คือมหาวิทยาลัยเชฟฟิลด์ และมหาวิทยาลัยวอร์ริคศึกษา FBR 121102 ว่าจะมีการเปล่งแสงออกมาบ้างหรือไม่ โดยใช้กล้องถ่ายภาพที่มีความเร็วสูง ติดกับกล้องโทรทรรศน์ที่มีเส้นผ่าศูนย์กลาง 2.4 เมตรที่อยู่ที่หอดูดาวดอยอินทนนท์ จังหวัดเชียงใหม่ เพื่อให้จับภาพของแสงที่ส่งมาจากต้นกำเนิดของ FBR 121102 ดังกล่าว

"นักวิจัยของทาง NARIT เพิ่งตีพิมพ์ผลงานวิจัยออกไปเมื่อปีที่แล้ว โดยสรุปว่าด้วยอุปกรณ์ที่เรามีอยู่ยังตรวจไม่พบว่ามีการเปล่งแสง แต่เราก็ยังคงศึกษากันต่อไป" ศุภชัยกล่าว เขายังกล่าวอีกว่ากล้องโทรทรรศน์ที่อยู่บนดอยอินทนนท์นั้นเป็นกล้องที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในภูมิภาคเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ และมีโครงการศึกษาเกี่ยวกับดาราศาสตร์หลากหลายโครงการอยู่ในขณะนี้

ข่าวที่เกี่ยวข้อง

อ่านข่าวนี้เพิ่มเติม