กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ร่วมค้นพบการปะทุของซากดาวฤกษ์ ในรูปแบบที่ไม่เคยพบมาก่อน

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (องค์การมหาชน) (สดร.) กระทรวงการอุดมศึกษา วิทยาศาสตร์ วิจัยและนวัตกรรม (อว.) เผยกล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาด 2.4 เมตร ณ หอดูดาวแห่งชาติ ดอยอินทนนท์ จ. เชียงใหม่ ร่วมทีมวิจัยนานาชาติ สังเกตการณ์ซากดาวฤกษ์ AT2022tsd พบการปะทุหลังเกิดซูเปอร์โนวา ทิ้งห่างมากกว่า 100 วัน ซึ่งไม่เคยสังเกตการณ์ได้มาก่อน และยังพบการปะทุระยะสั้น เพียง 30 วินาที นับว่าสั้นที่สุดที่เคยสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคลื่นแสง งานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature

สดร. ร่วมทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติ นำโดย Dr.Anna Y. Q. Ho จากมหาวิทยาลัยคอร์เนล สหรัฐอเมริกา ค้นพบการปะทุของซากดาวฤกษ์ AT2022tsd อีกครั้ง ซึ่งเป็นครั้งแรกที่สามารถสังเกตการณ์การปะทุขึ้นหลังจากการระเบิดครั้งแรก (ซูเปอร์โนวา) มากกว่า 100 วัน จึงใช้กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ร่วมสังเกตการณ์ และพบการปะทุที่มีช่วงระยะเวลาประมาณ 30 วินาที นับเป็นการปะทุระยะสั้นที่สุดที่พบได้จากการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคลื่นแสงเป็นครั้งแรก งานวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสาร Nature ซึ่งเป็นวารสารวิชาการด้านวิทยาศาสตร์ชั้นนำระดับโลก เมื่อวันที่ 15 พฤศจิกายน 2566

ดร.ศุภชัย อาวิพันธุ์ ผู้อำนวยการ ศูนย์ปฏิบัติการทัศนศาสตร์และโฟโตนิกส์ เปิดเผยว่า ปรากฏการณ์ซูเปอร์โนวา เป็นการระเบิดในช่วงสุดท้ายของวงจรชีวิตดาวฤกษ์ หลังจากเกิดปรากฏการณ์ดังกล่าวอีกหลายเดือนถัดมา แกนกลางของดาวฤกษ์จะยังคงปลดปล่อยพลังงานออกมาในรูปแบบการปะทุ (Flares) การปะทุดังกล่าวจะเกิดขึ้นอย่างฉับพลัน กินเวลาเพียงไม่กี่นาที นักดาราศาสตร์เรียกการปะทุฉับพลันที่มีสาเหตุไม่แน่ชัดนี้ว่า Luminous Fast Blue Optical Transient หรือ LFBOT ซึ่งอาจเป็นสัญญาณการยุบตัวอย่างรวดเร็วของแกนกลางซากดาวฤกษ์จนกลายเป็นหลุมดำ หรือกลายเป็นดาวนิวตรอน หรือเป็นอาจปรากฏการณ์ Tidal Disruption Event ที่วัตถุถูกดูดเข้าไปในขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ปรากฏการณ์ LFBOT นั้นถูกค้นพบครั้งใน พ.ศ. 2561 จากการพบการปะทุจากวัตถุท้องฟ้าที่มีชื่อว่า AT2018cow

ในวันที่ 7 กันยายน พ.ศ. 2565 หอดูดาว Zwicky Transient Facility ประเทศสหรัฐอเมริกา ค้นพบการเปลี่ยนแปลงแสงอย่างฉับพลันของวัตถุท้องฟ้าชื่อว่า AT2022tsd หรือ Tasmanian Devil ปรากฏการณ์ดังกล่าวคาดว่าเป็นปรากฏการณ์ซูเปอร์โนวา เกิดขึ้นที่กาแล็กซีที่อยู่ห่างออกไปประมาณ 4 พันล้านปีแสง อย่างไรก็ตาม ในช่วงที่ AT2022tsd เกิดการระเบิดนั้นมีความสว่างมาก และในขณะเดียวกันความสว่างก็ลดลงอย่างรวดเร็วกว่าซูเปอร์โนวาทั่วไป คล้ายกับปรากฏการณ์ LFBOT ทีมนักดาราศาสตร์จึงเฝ้าสังเกตการณ์ AT2022tsd ต่อไป

ต่อมาในวันที่ 15 ธันวาคม พ.ศ. 2565 ทีมนักดาราศาสตร์พบการปะทุของวัตถุท้องฟ้า AT2022tsd อีกครั้ง ด้วยกล้องโทรทรรศน์ Magellan ในประเทศชิลี นับเป็นปรากฏการณ์ LFBOT แรกที่พบการปะทุ หลังจากการระเบิดครั้งแรกผ่านมาแล้วกว่า 100 วัน หลังการค้นพบดังกล่าว ทีมนักดาราศาสตร์จึงใช้กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ณ หอดูดาวแห่งชาติ อุทยานแห่งชาติดอยอินทนนท์ จังหวัดเชียงใหม่ ร่วมกับกล้องโทรทรรศน์อีกจำนวน 13 แห่งทั่วโลก ติดตามวัตถุท้องฟ้า AT2022tsd มากกว่า 20 คืน รวมเวลามากกว่า 60 ชั่วโมง และพบการปะทุมากกว่า 14 ครั้ง

ดร. ศุภชัย กล่าวเพิ่มเติมว่า การเฝ้าติดตามสังเกตการณ์การเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังเช่นการปะทุของ AT2022tsd ครั้งนี้ ต้องใช้อุปกรณ์กล้องถ่ายภาพความเร็วสูง จึงจำเป็นต้องใช้กล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ที่มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่ถึง 2.4 เมตร ร่วมกับอุปกรณ์ ULTRASPEC ซึ่งเป็นอุปกรณ์วิจัยที่ติดตั้งภายใต้ความร่วมมือกับ University of Sheffield และ University of Warwich สหราชอาณาจักร และทำให้พบการปะทุหนึ่งที่น่าสนใจที่มีระยะเวลาสั้นเพียง 30 วินาที เมื่อวันที่ 19 ธันวาคม 2565 นับเป็นครั้งแรกที่พบการปะทุที่มีช่วงเวลาสั้นที่สุดที่เคยสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ในช่วงความยาวคลื่นแสง

การปะทุซ้ำอีกครั้งด้วยความรวดเร็ว และความสว่างที่ใกล้เคียงกับการปะทุครั้งแรกแต่ห่างกันนานหลายเดือนนี้ เป็นสิ่งที่ไม่เคยค้นพบมาก่อน จึงยังคงเป็นปริศนาให้นักดาราศาสตร์ได้วิเคราะห์ต่อไป ปกติแล้ว LFBOT ควรจางลงเรื่อย ๆ แต่การค้นพบครั้งนี้บ่งชี้ถึงกลไกบางอย่างที่ไม่ทราบแน่ชัดที่เป็นแรงขับเคลื่อนปรากฏการณ์อยู่เบื้องหลัง ซึ่งอาจมาจากการหมุนอันรวดเร็ว หรือสนามแม่เหล็กความเข้มสูงรอบดาว หรืออาจเป็นไปได้ว่านี่ไม่ใช่แม้กระทั่งซูเปอร์โนวาทั่วไป แต่เรากำลังสังเกตการณ์การรวมตัวของดาวฤกษ์เข้ากับหลุมดำก็อาจเป็นไปได้

ผลการวิจัยในครั้งนี้ทำให้นักดาราศาสตร์เข้าใจถึงวิวัฒนาการของดาวฤกษ์ในช่วงสุดท้ายมากยิ่งขึ้น แต่ในขณะเดียวกันก็นำมาซึ่งปริศนาที่แสดงให้เห็นถึงความจำเป็นของวิทยาศาสตร์ ที่จะต้องพยายามขยายขอบเขตความเข้าใจของมนุษย์ต่อไป ไม่เพียงเท่านี้ การค้นพบการปะทุที่มีระยะเวลาสั้นขนาดนี้ ยังเป็นสิ่งที่แสดงให้เห็นถึงศักยภาพของกล้องโทรทรรศน์แห่งชาติ ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2.4 เมตร ในการเก็บข้อมูลงานวิจัยในระดับนานาชาติ ซึ่งจะช่วยยกระดับการศึกษาดาราศาสตร์ทั้งในประเทศไทยและระดับโลกต่อไป