สาระน่ารู้

 

 

 

 

 

เรื่องประหลาดใจจากหลุมดำ

                            

          การสำรวจใหม่บอกว่าการสร้างหลุมดำเป็นเรื่องประหลาดมากกว่าที่เคยคิดกันไว้ ในช่วงเวลาเพียงนาทีแรกเมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ดวงหนึ่งตายไป และหลุมดำก็ถือกำเนิดขึ้น มีการระเบิดเกิดขึ้นหลายครั้งที่ทำให้หลุมดำผลักสสารออกเช่นเดียวกับกลืนกินสสารเข้าไป ทั้งหมดเริ่มต้นด้วย การปะทุรังสีแกมม่า(gamma-ray burst) ซึ่งเป็นการระเบิดที่ทรงพลังที่สุดในเอกภพ และเป็นตัวบ่งชี้ว่าดาวฤกษ์มวลมากดวงหนึ่งกำลังจะตาย เป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์เรียกว่าไฮเปอร์โนวา(hypernova)


          ปฏิกริยาลูกโซ่ที่น่าประหลาดก่อตัวเป็นลำดับเมื่อหลุมดำก่อตัวจากซากที่เหลืออยู่ของดาวฤกษ์ David Burrows จากมหาวิทยาลัยเพนน์สเตท กล่าวว่า ดาวฤกษ์ระเบิดสอง, สาม หรือบางทีอาจถึงสี่ครั้งในช่วงนาทีแรกหลังจากมีการระเบิดเริ่มแรก(initial explosion) ขึ้นมา การระเบิดครั้งแรก นำมาซึ่งการปะทุรังสีแกมม่า ตามมาด้วยรังสีเอกซ์เข้มข้นเป็นจังหวะ พลังงานที่เกี่ยวข้องสูงมากกว่าใครจะคาดคิดได้

 

 

ภาพแสดงการระเบิดเริ่มแรกของซุปเปอร์โนวา

 

          ก่อนจะเกิดการสำรวจเหล่านี้ที่ทำโดยดาวเทียมกล้องโทรทรรศน์สวิฟท์(Swift) ของนาซ่าซึ่งตรวจจับเฉพาะการปะทุรังสีแกมม่า นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า การตายของดาวฤกษ์มีการระเบิดแค่ครั้งเดียว แต่เหตุการณ์ก็เปลี่ยนไปเมื่อสวิฟท์เริ่มทำงานในเดือนพฤศจิกายนปีที่แล้ว และนักวิทยาศาสตร์ก็เริ่มเห็นการระเบิดหลายรอบ  การปะทุที่เพิ่งเกิดขึ้นเมื่อไม่นาน GRB 050502B เป็นตัวอย่างที่วิเศษสำหรับงานนี้ การปะทุเริ่มแรกตามมาด้วยการระเบิดเป็นระยะ  สวิฟท์ได้ตรวจจับเหตุการณ์ปะทุรังสีแกมม่าซึ่งกินเวลา 17 วินาที ในกลุ่มดาวสิงโต(Leo) ประมาณ 500 วินาทีหลังการปะทุเริ่มแรก สวิฟท์ก็ตรวจพบพีทในช่วงรังสีเอกซ์ซึ่งเป็นการระเบิดย่อยๆ ซึ่งสว่างกว่าที่เคยพบเห็นประมาณร้อยเท่า
 

          แม้ว่านักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานกับสวิฟท์จะได้เห็นการระเบิดหลายรอบในหลายกรณี และมีการผลักสสารออกมา แต่พวกเขาก็ยังไม่แน่ใจว่าทั้งหมดทำงานอย่างไร สิ่งที่พวกเขารู้ก็คือวัสดุสารเรืองร้อนจัดและสร้างไฟร์บอลขึ้น ไฟร์บอลรวมตัวกลายเป็นกลุ่มวัสดุสารขนาดใหญ่ที่ล้อมรอบหลุมดำและพุ่งออกมาเป็นเจทลำแคบๆ Burrows ซึ่งเป็นผู้นำทีม Swift XRT กล่าวว่า แรงดันจากการแผ่รังสีของไฟร์บอลจะเร่งมวลสารให้มีความเร็วใกล้ความเร็วแสง แรงกระแทกภายในเจทจะกระจายพลังงานและสร้างรังสีเอกซ์และรังสีแกมม่าที่เราได้เห็น
 

          หลุมดำที่เพิ่งเกิดใหม่เป็นวัตถุที่วุ่นวาย และความวุ่นวายก็ดูเหมือนจะขับเคลื่อนการกำเนิดของมัน Peter Meszaros จากเพนน์สเตท และผู้นำทีมวิจัยที่พยายามจะไขปัญหาทั้งหมด กล่าวว่า เรายังไม่แน่ชัดในรายละเอียดทั้งหมด แต่มันก็ดูเหมือนจะวุ่นวายมากๆ สสารจะตกสู่หลุมดำซึ่งปลดปล่อยพลังงานจำนวนมาก สสารอื่นจะถูกยิงออกมาจากหลุมดำและพุ่งไปสู่ตัวกลางระหว่างดวงดาว บอกได้เลยว่ามันไม่ใช่เรื่องหมูๆ
 

          คำอธิบายมีดังนี้คือ หลังจากมีการปะทุเริ่มแรกแล้ว เจทวัสดุสารจะเริ่มตกกลับ ซึ่งจะสร้างคลื่นกระแทกขึ้นในแกนกลางของเจทเอง กระแทกกระจุกก๊าซให้ชนกับกระจุกก๊าซอื่นและสร้างรังสีเอกซ์ขึ้น ก่อนที่สวิฟท์จะออกสู่อวกาศ นักวิทยาศาสตร์พบร่องรอยรังสีเอกซ์ที่ถูกปล่อยออกมาประมาณหนึ่งนาทีหลังจากเกิดการปะทุรังสีแกมม่าเริ่มแรกและเกิดขึ้นก่อนจะมีการปล่อยพลังงานอย่างช้าๆ ที่เรียกว่า afterglow แต่พวกเขาก็ไม่สามารถพบรังสีเอกซ์ที่เกิดขึ้นตามเวลาจริงได้ แต่ขณะนี้สวิฟท์สามารถตรวจจับการระเบิดในช่วงแรกได้อย่างอัตโนมัติและจับตาเหตุการณ์ดังกล่าวได้ประมาณหนึ่งนาที