นักดาราศาสตร์ไทยใช้กล้องเจมส์ เว็บบ์ ตามรอยซูเปอร์โนวาพบผลิตฝุ่นเพิ่มเร็วเกินคาด อาจไขปริศนาต้นกำเนิดธาตุบนโลก

สดร. เผย ดร. สมาพร ติญญนนท์ นักวิจัย สดร. ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ (JWST) ติดตามการระเบิดของซูเปอร์โนวา 2014C พบการก่อตัวของปริมาณฝุ่นที่เพิ่มขึ้นในอัตราสูงผิดปกติ ขยายขอบเขตความเข้าใจในปัจจุบันเกี่ยวกับการเกิดฝุ่นของซูเปอร์โนวา เผยให้เห็นถึงกระบวนการใหม่ที่ยังไม่เคยค้นพบมาก่อน และอาจนำไปสู่การไขปริศนาต้นกำเนิดธาตุบนโลก งานวิจัยดังกล่าวตีพิมพ์ลงในวารสาร Astrophysical Journal

                ดร. สมาพร ติญญนนท์ นักวิจัยด้านจักรวาลวิทยาและฟิสิกส์ดาราศาสตร์พลังงานสูง สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (สดร.)กล่าวว่า เมื่อดาวฤกษ์มวลมากสิ้นอายุขัย เชื้อเพลิงในแกนกลางจะหมดลงและไม่สามารถต้านทานแรงโน้มถ่วงของตัวดาวเองได้ ดาวฤกษ์จึงยุบตัวลงอย่างรวดเร็ว ก่อนจะระเบิดออกเป็น “ซูเปอร์โนวา” หนึ่งในปรากฏการณ์ที่ทรงพลังที่สุดในเอกภพ ปัดเป่ามวลสารที่เกิดจากปฏิกิริยาฟิวชั่นภายในใจกลางของดาวออกไปสู่มวลสารระหว่างดวงดาว ซึ่งมวลสารเหล่านั้นจะก่อตัวไปเป็นระบบดาวฤกษ์อื่น ๆ ต่อไป หากปราศจากซูเปอร์โนวาแล้ว ธาตุที่จำเป็นต่อการกำเนิดสิ่งมีชีวิต เช่น ออกซิเจน คาร์บอน ไนโตรเจน หรือแม้กระทั่งธาตุหนักอย่างเช่น เหล็ก จะไม่สามารถรวมตัวกันจนก่อเกิดเป็นดาวเคราะห์ดังเช่นโลกของเราได้

                ซูเปอร์โนวา 2014C (หรือ SN2014C) มีลักษณะพิเศษแตกต่างจากซูเปอร์โนวาทั่วไป เนื่องจากดาวฤกษ์ต้นกำเนิดมีฮีเลียมจำนวนมาก แต่มีไฮโดรเจนน้อย ในขณะที่มวลสารระหว่างดวงดาวที่ห้อมล้อมดาวฤกษ์อยู่นั้นอุดมไปด้วยไฮโดรเจน ซึ่งปลดปล่อยออกมาตั้งแต่ช่วงก่อนการระเบิด เมื่อเกิดซูเปอร์โนวา คลื่นกระแทกจากการระเบิดได้ปะทะกับมวลสารโดยรอบ ส่งผลให้สามารถติดตามศึกษาปรากฏการณ์ได้ต่อเนื่องยาวนานหลายปี การเฝ้าติดตามธาตุหนักที่อาจเพิ่มขึ้นในมวลสารรอบดาวฤกษ์ภายหลังการระเบิด เป็นโอกาสสำคัญที่จะช่วยให้เข้าใจว่าดาวฤกษ์ปลดปล่อยธาตุหนักที่ผลิตขึ้นภายในออกไปสู่เอกภพได้อย่างไร

                สังเกตการณ์ SN2014C ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เว็บบ์ในครั้งนี้ พบว่ามวลสารจากการระเบิดยังคงมีปฏิกิริยากับมวลสารไฮโดรเจนที่ล้อมรอบอยู่ แม้ว่าการระเบิดซูเปอร์โนวาจะผ่านไปแล้วเกือบหนึ่งทศวรรษ นอกจากนี้ ยังพบปริมาณฝุ่นรอบดาวฤกษ์ที่เพิ่มขึ้นเป็นจำนวนมาก ซึ่งมีมวลมากกว่าโลก 20,000 ดวง นับเป็นหนึ่งในปริมาณฝุ่นจากซูเปอร์โนวาที่มากที่สุดเท่าที่เคยตรวจพบ และเพิ่มมากขึ้นกว่า 10 เท่า เมื่อเทียบกับปริมาณฝุ่นเดิมที่วัดได้จากการศึกษาของตนด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ในปี 2019

                นอกจากนี้ การเพิ่มขึ้นของฝุ่นใน SN2014C ที่ตรวจพบในครั้งนี้เกิดขึ้นภายในระยะเวลาเพียงประมาณ 9 ปี หลังการระเบิดของซูเปอร์โนวา นับเป็นอัตราการเพิ่มของฝุ่นรอบซูเปอร์โนวาที่สูงที่สุดเท่าที่เคยค้นพบ ปัจจัยหนึ่งเกิดจากการศึกษาปริมาณฝุ่นในช่วงหลายปีหลังการระเบิดของซูเปอร์โนวายังมีค่อนข้างน้อย ประกอบกับช่วงรอยต่อของกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่สามารถสังเกตการณ์ในย่านอินฟราเรด เช่น กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์ ที่ปลดประจำการในปี 2020 ทำให้เกิดช่วงว่างของการสังเกตการณ์ก่อนที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ จะเริ่มใช้งานในช่วงปลายปี 2021 งานวิจัยนี้จึงเป็นหนึ่งในไม่กี่งานที่สามารถศึกษาปริมาณฝุ่นหลังการเกิดซูเปอร์โนวาได้ในช่วงเวลาประมาณ 9 ปี

                ปัจจุบันกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศที่ทันสมัยที่สุด มีกระจกหลักขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 6.5 เมตร โคจรอยู่ห่างจากโลกประมาณ 1.5 ล้านกิโลเมตร ณ จุดลากรานจ์ที่ 2 (L2) ของวงโคจรโลกและดวงอาทิตย์ นับตั้งแต่ขึ้นสู่อวกาศ ได้เปิดให้นักดาราศาสตร์ทั่วโลกสามารถยื่นขอใช้เวลากล้องได้โดยไม่จำกัดสัญชาติ ทำให้กระบวนการขอใช้เวลากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ มีการแข่งขันสูงที่สุดในวงการดาราศาสตร์ โดยข้อเสนอโครงการของ ดร. สมาพร ติญญนนท์ ได้รับคัดเลือกให้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศฯ ดังกล่าวติดตามศึกษาซูเปอร์โนวา 2014C และยังเป็นนักวิจัยไทยคนแรกที่ได้เป็นหัวหน้าโครงการวิจัย (Principal Investigator) ในโครงการที่ใช้กล้องอันทรงพลังนี้

ข้อมูล: ดร. สมาพร ติญญนนท์ นักวิจัย และ ดร. มติพล ตั้งมติธรรม นักวิชาการ สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ 

อ้างอิง:

[1] https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2025ApJ…985..198T/abstract

[2] https://ui.adsabs.harvard.edu/abs/2019ApJ…887…75T/abstract