กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ เปิดเผยภาพของโครงสร้างฝุ่นรูปก้นหอยจำนวนสี่ชั้น เรียงซ้อนกันเป็นรูปแบบเดียวกันอย่างสมบูรณ์ ซึ่งไม่เคยมีการถ่ายภาพหรือตรวจจับได้มาก่อน

Apep เป็นระบบดาวแบบ Wolf-Rayet หมายถึงดาวฤกษ์ที่มีมวลเริ่มต้นสูงมากและอยู่ในช่วงปลายของวงจรชีวิต มีลักษณะเด่นคือการปล่อยลมดาวความเร็วสูงซึ่งสามารถพัดพามวลสารออกจากชั้นนอกของดาวได้อย่างต่อเนื่อง อุณหภูมิพื้นผิวของดาวประเภทนี้สูงกว่าดาวฤกษ์ทั่วไปหลายเท่า ทำให้มีการแผ่รังสีเป็นจำนวนมากและเกิดการก่อรูปของธาตุหนักภายในแกนดาว ซึ่งจะกระจายสู่อวกาศเมื่อดาวระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาในระยะถัดไป

ภาพจำลองทางคอมพิวเตอร์ของเปลือกฝุ่นสี่ชั้นของ Apep ภาพจาก NASA

ระบบดาวคู่ Apep จึงสร้างฝุ่นและมวลสารให้หลุดออกมาสู่อวกาศเป็นจำนวนมหาศาลจากการกระแทกของกระแสลมจากดวงดาว ลมดาวจากทั้งสองดวงจะชนกันและกระตุ้นให้เกิดการควบแน่นของธาตุคาร์บอนเป็นเม็ดฝุ่น ก่อนถูกพัดออกเป็นโครงสร้างรูปก้นหอยซึ่งสามารถสังเกตได้จากการถ่ายภาพในย่านอินฟราเรด

ในอดีตมีการถ่ายภาพของระบบดาว Apep ด้วยกล้องโทรทรรศน์บนพื้นโลก และตรวจพบฝุ่นก้นหอยที่เกิดจากฝุ่นถูกลมพัดและกระแทกกันเป็นคลื่นโดยตรวจพบได้เพียงชั้นเดียว แต่ก็มีการคาดคะเนว่าน่าจะมีชั้นฝุ่นก้นหอยลักษณะนี้อยู่เป็นแผ่น เมื่อถ่ายภาพด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์แล้ว ก็พบว่ามีชั้นของฝุ่นก้นหอยที่เกิดจากการสะสมตัวมากถึง 4 ชั้นซ้อนกันอยู่อย่างสมมาตรและสมบูรณ์แบบ

ข้อมูลที่เกิดจากการเก็บข้อมูลเป็นระยะเวลาหลายปีของกล้องโทรทรรศน์ Very Large Telescope พบว่า คาบวงโคจรของดาวคู่นี้มีระยะเวลา 190 ปี ในแต่ละรอบอันยาวนานนี้ ดาวทั้งสองจะเฉียดผ่านกันนานประมาณ 25 ปี และเกิดการสร้างฝุ่นขึ้นในช่วงนั้น

ภาพถ่ายของระบบดาว Apep ที่แสดงให้เห็นฝุ่นที่เป็นปลือกสี่ชั้นที่สมมาตรและสวยงามจากกล้อง MIRI ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์_ ภาพจาก NASA

นอกจากนี้ ข้อมูลที่ได้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เว็บบ์ยังเปิดเผยอีกว่า ระบบดาว Apep มีดาวฤกษ์ที่เชื่อมโยงกันด้วยแรงโน้มถ่วงถึงสามดวง ดาว Wolf-Rayet ทั้งสองในระบบ Apep กำลังพุ่งทะลุชั้นฝุ่นพร้อมปล่อยฝุ่นด้วยความเร็วสูงถึง 2,000–3,000 กิโลเมตรต่อวินาที ฝุ่นเหล่านี้มีความหนาแน่นสูง และส่วนใหญ่ประกอบด้วยคาร์บอนที่มีโครงสร้างไม่เป็นระเบียบ (Amorphous) เม็ดฝุ่นคาร์บอนเหล่านี้สามารถคงอุณหภูมิได้สูงแม้จะเคลื่อนห่างจากดาวไปไกล อย่างไรก็ตาม แสงที่ปล่อยออกมาจากฝุ่นขนาดเล็กเหล่านี้มีความสลัวอย่างยิ่ง จึงสามารถตรวจจับได้ด้วยเครื่องมือ MIRI ของกล้องโทรทรรศน์ เจมส์ เว็บบ์เท่านั้น

ดาวในกลุ่ม Wolf-Rayet นี้นับว่าเป็นดาวฤกษ์ที่หายากที่สุดในเอกภพ ในทางช้างเผือกของเราที่มีดาวอย่างฤกษ์มากมาย กลับพบดาวในกลุ่ม Wolf-Rayet เพียงแค่หลักพันดวงเท่านั้น การสังเกตการณ์ระบบดาวประเภทนี้จึงเป็นโอกาสสำคัญที่ช่วยให้สามารถทำความเข้าใจกลไกการสิ้นสุดชีวิตของดาวมวลสูง ตลอดจนประเมินความเสี่ยงของการเกิดเหตุการณ์ปลดปล่อยพลังงานสูงได้อีกด้วย เช่น การระเบิดของรังสีแกมมา (Gamma-Ray Burst) ซึ่งเป็นหนึ่งในปรากฏการณ์พลังงานสูงที่สุดในเอกภพ

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

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

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

กล้องฯ เจมส์ เว็บบ์ เผยให้เห็นเปลือกฝุ่น 4 ชั้นของระบบดาว Apep