เมื่อวันที่ 25 กุมภาพันธ์ 2024 กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM ได้สังเกตดาวนิวตรอน GX13+1 และค้นพบความแตกต่างที่ไม่คาดคิดระหว่างสายลมพลังงานสูงที่พุ่งออกจากจานมวลรอบดาวนิวตรอนกับสายลมที่พุ่งออกจากมวลสารรอบหลุมดำมวลยิ่งยวด สายลมที่มีความหนาแน่นอย่างน่าประหลาดใจจากระบบดาวนิวตรอนนี้กำลังท้าทายความเข้าใจที่เรามีต่อกระบวนการกำเนิดของสายลมและบทบาทที่พวกมันมีต่อสิ่งแวดล้อมรอบข้าง

ดาวนิวตรอน GX13+1 ที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM ได้ศึกษาผ่านเครื่องมือ Resolve นี้เป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่สว่างมาก รังสีเอกซ์เหล่านี้มาจากจานพอกพูนมวลร้อนระอุ (Accretion Disc) ซึ่งค่อย ๆ หมุนวนเข้าไปจนกระทั่งตกลงบนพื้นผิวของดาวนิวตรอน

ภาพวาดของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM ภาพจาก ESA

การไหลเข้าของมวลสารเหล่านี้ยังทำให้เกิดการพุ่งออกของมวลที่มีผลเปลี่ยนแปลงสภาพแวดล้อมจักรวาลรอบ ๆ แต่รายละเอียดของกระบวนการสร้างสายลมเหล่านี้ยังคงเป็นปริศนาที่นักดาราศาสตร์กำลังวิจัยอยู่ และเป็นหนึ่งในเหตุผลที่เลือกใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM สังเกตดาวนิวตรอนดวงนี้ นักวิทยาศาสตร์คาดหวังว่าพลังของอุปกรณ์ Resolve ภายในกล้อง XRISM จะสามารถแยกแยะรายละเอียดของจานพอกพูนมวลรอบดาวนิวตรอนนี้อย่างที่ไม่มีใครเคยเปิดเผยได้มาก่อน

หนึ่งในเรื่องราวที่น่าตื่นเต้นคือก่อนหน้าการสังเกตการณ์ GX13+1 ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM ตัวดาวก็ได้มีการปะทุของแสงสว่างจ้าอย่างกะทันหันจนถึงขีดจำกัดหรืออาจจะเกินกว่าค่าพลังงานสูงสุดเชิงทฤษฎีที่เรียกว่า “ขีดจำกัดของเอ็ดดิงตัน” (Eddington Limit) ที่กล่าวว่าเมื่อวัตถุตกลงไปในหลุมดำหรือดาวนิวตรอนจนเกิดเป็นจานพอกพูนมวลแล้ว มันจะถูกเร่งความเร็วจนเกิดเป็นความร้อนและปลดปล่อยรังสีออกมาในรูปแบบของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ซึ่งรังสีที่แผ่ออกมาจะคอยผลักไม่ให้สสารตกลงไปในหลุมดำ

ภาพวาดจากจินตนาการของศิลปินของดาวนิวตรอนที่ปลดปล่อยสายลมจักรวาลออกมาจากการดูดกลืนมวลของดาวฤกษ์ ภาพจาก ESA

สำหรับ GX13+1 ได้มีการปลดปล่อยสายลมจักรวาล (Cosmic Winds) ออกมา ซึ่งไม่ได้เป็นเพียงความแปลกประหลาดทางวิทยาศาสตร์เท่านั้น แต่สายลมจักรวาลยังเป็นส่วนที่ขับเคลื่อนการเปลี่ยนแปลงในพื้นที่รอบ ๆ มันด้วย สามารถกระตุ้นการก่อตัวของดาวฤกษ์ใหม่ หรือยับยั้งการก่อตัวด้วยการทำให้กลุ่มก๊าซยักษ์ร้อนขึ้นและแตกกระจายออกไป เราสามารถกล่าวได้ว่าสายลมจักรวาลนี้มีพลังงานยิ่งใหญ่พอที่จะควบคุมการเติบโตของทั้งดาราจักรได้

แต่จากการศึกษาเหตุการณ์นี้กับ GX13+1 อย่างใกล้ชิด นักวิทยาศาสตร์ก็พบกับความประหลาดใจว่า สายลมนี้ไม่ได้เคลื่อนที่เร็วตามที่ทีม XRISM คาดไว้ มันคงความเร็วราว 1 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง ซึ่งนับว่าช้ามากเมื่อเทียบกับค่าขีดจำกัดของเอ็ดดิงตันที่กล่าวว่าหลุมดำมวลยิ่งยวดสามารถทำความเร็วได้ถึง 20–30% ของความเร็วแสง หรือกว่า 200 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

การตรวจสอบสายลมจักรวาลโดย XRISM ก่อนหน้านี้ผ่านหลุมดำมวลยิ่งยวดดวงอื่น ๆ ที่เข้าใกล้ค่าขีดจำกัดของเอ็ดดิงตันก็พบว่าไม่เคยเจอสายลมเหมือนกับที่พบใน GX13+1 เลย

นักดาราศาสตร์ได้เสนอวิธีการอธิบายเกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้ไว้ว่า ปัจจัยสำคัญอยู่ที่อุณหภูมิของจานมวลที่ก่อตัวรอบวัตถุศูนย์กลาง หลุมดำมวลยิ่งยวดมีจานมวลที่เย็นกว่าระบบดาวนิวตรอน หรือหลุมดำมวลดาว (Stellar Black Hole) เนื่องจากจานมวลรอบหลุมดำมวลยิ่งยวดมีขนาดใหญ่ แม้จะสว่างกว่า แต่พลังงานกระจายอยู่บนพื้นที่กว้างขึ้น รังสีที่ปล่อยออกมาจึงมักอยู่ในย่านอัลตราไวโอเลต ซึ่งมีพลังงานต่ำกว่ารังสีเอกซ์จากจานมวลในระบบดาวคู่มวลดาว และเนื่องจากแสงอัลตราไวโอเลตมีอันตรกิริยากับสสารได้ดีกว่ารังสีเอกซ์ ทีมนักวิจัยจึงตั้งข้อสันนิษฐานว่านี่อาจทำให้สามารถผลักดันมวลสารได้มีประสิทธิภาพกว่า และสร้างสายลมที่เร็วกว่าในระบบหลุมดำมวลยิ่งยวด

หากเป็นจริง การค้นพบนี้อาจพลิกโฉมความเข้าใจของเราเกี่ยวกับปฏิสัมพันธ์ระหว่างพลังงานและสสารในสภาพแวดล้อมสุดขั้วของเอกภพ และเปิดมุมมองใหม่ต่อกลไกที่ซับซ้อนซึ่งกำหนดการวิวัฒนาการของดาราจักร

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล
พิสูจน์อักษร ศุภกิจ พัฒนพิฑูรย์

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : ESA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

XRISM พบความผิดปกติในสายลมจักรวาลซึ่งเกิดจากดาวนิวตรอน