ดาวฤกษ์ใกล้เคียงดวงอาทิตย์เราสามารถเกิดการระเบิดใหญ่ได้

ขอขอบคุณข้อมูลจากสำนักข่าว บีบีซี

จากการศึกษาโดยทีมงานศจ.ฮิโรยูกิ มาเอฮาร่าร่วมกับกล้องโทรทรรศน์อวกาศเคปเลอร์ พบว่า ดาวฤกษ์ที่มีขนาดใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์สามารถเกิดการระเบิดใหญ่ที่เรียกว่า Super solarflare ได้ซึ่งมีพลังสูงกว่าการระเบิดปกติที่ดวงอาทิตย์ถึง 1 ล้านเท่า

ทีมวิจัยได้ทำการศึกษาข้อมูลจากดาวฤกษ์กว่า 83,000 ดวงในเวลา 120 วัน เพื่อศึกษาความเป็นไปได้ ความถี่ และขนาดพลังงานของการระเบิดในรูปแบบนี้

สรุป

  • – ดาวฤกษ์ที่ใกล้เคียงดวงอาทิตย์ของเราอาจเกิด superflare ที่มีความรุนแรงกว่า 1 ล้านเท่าของการระเบิดปกติได้
  • – นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจสาเหตุของปรากฏการณ์นี้
  • – Superflares อาจทำให้เกิดโครงสร้างทางเคมีที่เอื้ออำนวยต่อชีวิตได้

Artistic rendition of a

enlarge

ภาพจำลองการเกิด superflare บนดาวฤกษ์ที่คล้ายกับดวงอาทิตย์ โดยทีมงานศจ.ฮิโรยูกิ มาเอฮาร่าแห่งม.เกียวโต ซึ่งเชื่อว่าจะสัมพันธ์กับจุดดับขนาดใหญ่กว่าที่เราพบบนดวงอาทิตย์ของเรามากและ Superflare อาจเกิดได้ในบริเวณจุดดับนั้นๆ
Hiroyuki Maehara (Kwasan and Hida Observatories, Graduate School of Science, Kyoto University)

เบื้องต้น นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าดาวเคราะห์ในกลุ่ม Hot Jupiter (ดาวเคราะห์ที่มีขนาดใกล้เคียงหรือใหญ่กว่าดาวพฤหัสฯและโคจรห่างจากดวงอาทิตย์ในระยะ 0.015-0.5 au) อาจจะเป็นส่เหตุของ Superflare นี้ โดยเป็นต้นเหตุที่ทำให้เกิด magnetic reconnection และเกิด superflare ตามมา

แต่ข้อมูลที่เราได้รับจากกล้องเคปเลอร์พบดาวเคราะห์ hot Jupiter เพียง 10% ในดาวฤกษ์ที่เกิด superflare นี้ ในขณะที่ทีมของศจ.ฮิโรยูกิไม่พบความสัมพันธ์นี้เลยทำให้ทฤษฎีการเกิด superflare ยังไม่เป็นที่แน่ชัด อย่างไรก็ตามศจ.ฮิโรยูกิเชื่อว่า ดาวฤกษ์ที่เกิด superflare เหล่านี้ น่าจะมีจุดดับขนาดใหญ่กว่าที่เราพบบนดวงอาทิตย์ของเรา แต่ก็ยังไม่มีข้อสรุปว่าจุดดับขนาดนั้นจะเกิดกับดาวที่คล้ายดวงอาทิตย์ของเราได้อย่างไร แต่นักวิทยาศาสตร์ส่วนใหญ่ไม่เชื่อว่าดวงอาทิตย์ของเราสามารถเกิด superflare ระดับนั้นได้ เพราะการรุเบิดระดับนั้นจะทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงมหาศาลต่อชีวิตบนโลก และเกิดการสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ได้ ในขณะที่ทฤษฎีการสูญพันธุ์ในปัจจุบันยังเชื่อว่าสาเหตุน่าจะมาจากดาวเคราะห์น้อยพุ่งชนโลก หรือเกิดการเปลี่ยนแงภูมิอากาศแบบฉับพลันหรือเกิดภูเขาไฟระเบิดใหญ่ แต่อย่างไรก็ตามในระบบสุริยะที่เกิด superflare นั้นอาจมีวิวัฒนาการของชีวิตในรูปแบบต่างๆได้ และอาจมีสิ่งมีชีวิตที่มีความก้าวหน้ากว่าที่เราคาดคิด

อย่างไรก็ตาม ศจ.ฮิโรยูกิ ไม่เชื่อว่าดวงอาทิตย์ของเราสามารถเกิด superflare ได้ จากข้อมูลที่เราบันทึกในรอบ 2,000 ปีที่ผ่านมามีเพียง Carrington event ในปี 1859 เท่านั้นที่เกิดการระเบิดมากกว่า solar flare ธรรมดา 6.5 เท่า แต่ก็เพียง 1/1,000 ของ Superflare เท่านั้น ซึ่งดาวฤกษ์ที่จะเกิด superflare ได้จะต้องมีพลังงานการระเบิดในช่วง 1033-1036 erg ในขณะที่ดวงอาทิตย์ของเราสามารถเกิดการระเบิดสูงสุดเพียง 1032 erg ทุกๆ 450 ปีและมีโอกาสเพียง 0.2%ที่จะมีการระเบิดที่มีพลังงานสูงกว่านั้น

จากที่ได้กล่าวไว้ในบล้อคก่อนหน้านี้ การเกิด superflare จะต่างจากการเกิดโนวา ซึ่งการเกิดโนวาจะพบในระบบดาวฤกษ์คู่ (binary star) ที่มีการดึงดูดกาซไฮโดรเจนจากดาวดวงหนึ่งไปยังดาวแคระห์ขาวและกระตุ้นให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์และการระเบิดตามมาและมีขนาดใหญ่กว่า superflare มาก ในขณะที่ superflare เรายังไม่เป็นที่แน่ชัดว่าเกิดจากอะไรกันแน่


Advertisements

Nova คืออะไร?

ขอขอบคุณข้อมูลจาก wikipedia

ภาพจำลองดาวแคระห์ขาวกำลังดูดกาซไฮโดรเจนจากดาวฤกษ์ที่อยู่ในระบบเดียวกัน

หลายๆคนคงเคยได้ยินแต่คำว่า ซูเปอร์โนวา ว่าคือการระเบิดของดาวฤกษ์ และคงมีคำถามว่า แล้วถ้าไม่ ซูเปอร์หละ มีไหมเจ้าโนวาธรรมดา คำตอบคือมีครับ คำว่าโนว่าถูกบัญญัติในความหมายว่า การระเบิดทางนิวเคลียร์อย่างรุนแรงของดาวฤกษ์ซึ่งเกิดจากการเพิ่มไฮโดรเจนที่ผิวของดาวแคระห์ขาว และนำไปสู่การจุดชนวนปฏิกิริยานิวเคลียร์ที่รุนแรงขึ้นบนพื้นผิวดาวฤกษ์และเกิดการระเบิดตามมา

ปรากฏการณ์โนวานี้ เชื่อว้าเกิดในระบบดาวฤกษ์คู่ที่มีดาวแคระห์ขาว (white dwarf) เป็นหนึ่งในนั้นขณะที่ดาวฤกษ์อีกดวงอาจจะเป็นดาวในลำดับอื่นหรือดาวยักษ์แดง เมื่อวงโคจรของดาวฤกษ์ทั้งสองเข้ามาใกล้จนเกินระยะสมดุลย์ (Roche lobe) ดาวฤกษ์อีกดวงจะเริ่มสูญเสียไฮโดรเจนให้กับดาวแคระห์ขาว และทำให้อุณหภูมิในชั้นบรรยากาศของดาวแคระห์ขาวสูงขึ้น เนื่องจากแรงโน้มถ่วงของดาวแคระห์ขาวมีมากจึงดึงดูดให้ชั้นไฮโดรเจนมาหนาแน่นที่ผิวและเกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นตามมา แต่เนื่องจากการเกิดปฏิกิริยาฟิวชั่นจะเกิดธาตุอื่นๆตามมาและที่ระดับชั้นบรรยากาศที่เหนือดาวแคระห์ขาวอาจทำให้ปฏิกิริยาไม่คงที่ จึงมีการปลดปล่อยกาซและมวลสารออกมาในเวลาสั้นๆซึ่งเราจะเห็นในรูปแบบของการระเบิดที่มีแสงสว่างวาบออกมาและอาจมีอุณหภูมิสูงถึง 20 ล้านเคลวินได้ โดยเราจะแบ่งรูปแบบของโนวาเป็นสองรูปแบบคือ fast nova ซึ่งจะมีความสว่างลดลง 2 แมกนิจูดใน 25 วัน และ slow nova ซึ่งใช้เวลานานกว่านั้น อาจถึง 80 วันได้
แม้จะฟังดูว่าการระเบิดของโนวาดูน่ากลัว แต่การระเบิดรูปแบบนี้จะมีการปลดปล่อยมวลสารของดาวออกมาเพียง 1 ใน 10,000 ส่วนของดาวดวงนั้นเท่านั้น และใช้กาซไฮโดรเจนที่ถูกดูดเข้าไปเพียง 5% แต่ก็เพียงพอที่จะทำให้เกิดการระเบิดที่สว่งกว่าตัวดาวดวงนั้นเองถึง 50,000-100,000 เท่าได้ และกล้องเฟอร์มิยังตรวจพบการปลดปล่อยรังสีแกมม่าได้อีกด้วย

ดาวแคระห์น้อยสามารถเกิดการระเบิดแบบโนวาได้หลายครั้งตราบใดที่ยังได้รับกาซไฮโดรเจนจากดาวฤกษ์ที่คู่กัน แต่หากพลังงานที่ป้อนเข้าสู่ระบบเกินกว่า chandrasekhar limit แล้ว อาจเกิดซูเปอร์โนวาแบบ Ia ตามมาได้ ซึ่งเป็นการสลัดเปลือกนอกของดาวออกไป

จะเห็นว่า รูปแบบของการเปลี่ยนแปลงของดาวฤกษืเกิดขึ้นได้หลายๆแบบ การระเบิดที่ผิวของดาวฤกษ์สามารถเกิดได้ตั้งแต่ solar flare ธรรมดา หรือรุนแรงกว่านั้นคือ massive solar flare ซึ่งจะได้กล่าวต่อไป ไปจนถึงโนวา และ ซูเปอร์โนวา ซึ่งเป็นการเปลี่ยนรูปแบบของดาวฤกษ์นั้นๆโดยสิ้นเชิง เราจะลองมาติดตามต่อไปว่า ถ้าเป็นดวงอาทิตย์ของเราที่อยู่ในชั้นดาวแคระห์เหลืองสามารถเปลี่ยนแปลงรูปแบบอย่งไรได้บ้างต่อไป

โนวา Eridani 2009 (apparent magnitude ~8.4) ระหว่างพระจันทร์เต็มดวง