บาคาร่าเว็บตรง ที่มาของคลื่นวิทยุเร็วระเบิดเซอร์ไพรส์นักดาราศาสตร์

บาคาร่าเว็บตรง ภาพประกอบของแม่เหล็ก เก่ากว่าที่คาดไว้ความประทับใจของศิลปินที่มีต่อแมกนีตาร์ในกลุ่มดาวโบราณ (สีแดง) ใกล้กับดาราจักรชนิดก้นหอย M81 นักดาราศาสตร์นำโดย Franz Kirstenจากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Chalmers ในสวีเดน ระบุว่าแหล่งที่มาของคลื่นวิทยุระเบิดเร็ว (FRB) ที่ตรวจพบครั้งแรกในปี 2020 นั้นน่าจะอยู่ภายในกระจุกดาวโบราณที่หนาแน่น 

เรื่องนี้เป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจเพราะทฤษฎี

ปัจจุบันแนะนำว่า FRB นั้นถูกปล่อยออกมาจากดาวนิวตรอนที่เรียกว่าแมกนีทาร์ ซึ่งไม่คาดว่าจะมีอยู่ในกระจุกดาวโบราณ พบครั้งแรกในปี 2550 FRB เป็นคลื่นวิทยุที่สั้นและรุนแรงซึ่งไม่ทราบแหล่งกำเนิด เนื่องจาก FRB นั้นคาดเดาไม่ได้ พวกเขาจึงพิสูจน์แล้วว่ายากต่อการศึกษาอย่างฉาวโฉ่ อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่ปี 2550 มีการสังเกต FRB หลายร้อยตัว ทำให้นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สามารถพัฒนาแบบจำลองที่คาดการณ์ว่า FRB มาจากสนามแม่เหล็ก ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กแรงมาก

เพื่อให้ได้ข้อมูลเชิงลึกเพิ่มเติมเกี่ยวกับต้นกำเนิดของ FRB ทีมงานจึงมุ่งเน้นไปที่แหล่ง FRB ที่เกิดซ้ำที่เรียกว่า FRB 20200120E ซึ่งถูกพบครั้งแรกในปี 2020 ในกลุ่มดาวหมีใหญ่ พวกเขาใช้เครือข่าย European Very Long Baseline Interferometry ซึ่งเป็นระบบของกล้องโทรทรรศน์วิทยุหลายตัวที่ตั้งอยู่ในยุโรปและเอเชียเป็นหลัก พวกเขายังใช้ข้อมูลจาก Karl G Jansky Very Large Array ในนิวเม็กซิโก

เซอร์ไพรส์สุดๆ ด้วยการใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดใหญ่ ทีมงานจึงสามารถระบุแหล่งที่มาของ FRB ไปยังกาแลคซี M81 ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 12 ล้านปีแสง ความประหลาดใจครั้งใหญ่คือการระเบิดเกิดขึ้นจากกระจุกดาวทรงกลมหนาแน่นที่มีดาวอายุมากซึ่งเป็นบริเวณที่คาดว่าจะไม่มีสนามแม่เหล็ก นี่เป็นเพราะว่าแมกนีตาร์ถูกสร้างขึ้นโดยการตายของดาวฤกษ์มวลสูงอายุน้อยกว่าซึ่งไม่สามารถรองรับตัวเองภายใต้แรงโน้มถ่วงของพวกมันได้อีกต่อไป

นักวิจัยเชื่อว่าการสังเกตการณ์ของพวกเขาชี้ให้เห็นว่า

แมกนีทาร์สามารถก่อตัวขึ้นจากดาวฤกษ์ที่มีอายุมากกว่าได้ สิ่งนี้อาจเกี่ยวข้องกับดาวแคระขาวโบราณในระบบดาวคู่ที่ยุบตัวเป็นดาวนิวตรอนหลังจากที่มันได้รับวัสดุจากดาวข้างเคียง อีกทางหนึ่ง ดาวฤกษ์โบราณสองดวงสามารถรวมตัวแล้วระเบิดเป็น “กิโลโนวา” ที่อาจทิ้งแมกนีตาร์ไว้เบื้องหลัง

พัลซาร์ปู

ในการศึกษาแยกซึ่งนำโดยสมาชิกในทีมKenzie Nimmoที่สถาบันดาราศาสตร์วิทยุแห่งเนเธอร์แลนด์ นักวิจัยพบว่า FRB 20200120E บางตัวกะพริบในช่วงเวลาสั้น ๆ เพียงไม่กี่สิบนาโนวินาทีและมีพลังมาก พวกเขากล่าวว่านี่เป็นการเตือนความทรงจำของสัญญาณที่มาจากพัลซาร์ปูในทางช้างเผือก นี่คือดาวนิวตรอนที่หมุนอย่างรวดเร็วซึ่งปล่อยคลื่นรังสีรวมทั้งคลื่นวิทยุ

ด้วยเหตุนี้ ทีมงานจึงกล่าวว่า FRB 20200120E เชื่อมช่องว่างระหว่างสัญญาณที่มองเห็นได้จากพัลซาร์รุ่นเยาว์และสนามแม่เหล็กในทางช้างเผือกและการปะทุที่ทรงพลังกว่าที่ปล่อยออกมาจาก FRB นอกดาราจักรที่อยู่ห่างไกลออกไป นี่แสดงให้เห็นว่าปรากฏการณ์เหล่านี้ใช้กลไกการปล่อยพลังงานแม่เหล็กร่วมกัน ซึ่งสามารถทำงานได้ในช่วงระยะเวลาและความส่องสว่างที่หลากหลาย

ฝนโลหะ ความใกล้ชิดของดาวเคราะห์นอกระบบกับดาวฤกษ์ของมันและการที่มันถูกล็อคด้วยกระแสน้ำส่งผลให้เกิดสภาวะที่รุนแรง โดยมีอุณหภูมิสูงถึง 3500 K ในด้านกลางวัน ซึ่งร้อนพอที่จะทำให้โลหะระเหยได้ Daylan เสริมว่าการศึกษาก่อนหน้านี้ได้บ่งชี้ว่ามีโลหะอยู่ในบรรยากาศข้างกลางวัน ซึ่งหมายความว่าเมฆโลหะจะพัดผ่านซีกโลกตอนกลางคืนโดยลมบนดาวเคราะห์ที่สูงกว่า 18,000 กม./ชม.

“ข้อมูลใหม่ของเราให้หลักฐานโดยตรงแก่เรา

เกี่ยวกับลมเหล่านี้ เนื่องจากบริเวณที่ร้อนที่สุดของบรรยากาศตอนกลางวันนั้นอยู่ทางตะวันออกของจุด ‘เที่ยง’ ใต้ดาวเล็กน้อย” Thomas Mikal-Evansผู้นำการวิจัยกล่าว ซึ่งหมายความว่าก๊าซจะต้องได้รับความร้อนในตอนเที่ยง แต่จากนั้นก็ถูกพัดไปทางทิศตะวันออกก่อนที่จะมีโอกาสปล่อยรังสีความร้อนออกสู่อวกาศอีกครั้ง”

Mikal-Evans ซึ่งตั้งอยู่ที่สถาบัน Max Planck Institute for Astronomy กล่าวว่าก่อนการศึกษาของทีม นักดาราศาสตร์ได้ทำการสังเกตเส้นทรานซิชันระหว่างด้านกลางวันและกลางคืนของ WASP-121b อย่างผิดปกติ ซึ่งเป็นบริเวณที่เรียกว่าจุดสิ้นสุดกลางวัน-กลางคืน ของบรรยากาศ

“การสังเกตก่อนหน้านี้แสดงให้เห็นว่าไททาเนียมหายไปจากชั้นบรรยากาศ แต่มีวาเนเดียมลูกพี่ลูกน้องทางเคมีของมันอยู่ในชั้นบรรยากาศ Mikal-Evans กล่าวเสริม “เนื่องจากอะตอมทั้งสองนี้มีความคล้ายคลึงกันทางเคมี จึงดูแปลกที่เราจะสังเกตเห็นอะตอมหนึ่ง แต่ไม่ใช่อีกอะตอมหนึ่ง”

Mikal-Evans กล่าวเสริมว่า “ข้อมูลใหม่ของเราเปิดเผยเป็นครั้งแรกว่าอุณหภูมิในซีกโลกตอนกลางคืนลดลงต่ำพอที่ก๊าซไทเทเนียมและอะลูมิเนียมจะตกตะกอนและตกลงไปในชั้นบรรยากาศที่ลึกกว่า ในขณะที่วาเนเดียมตกตะกอนที่อุณหภูมิต่ำกว่า ฝนจะตกหนักขึ้น”

ความจริงที่ว่าอุณหภูมิลดลงต่ำเพียงพอสำหรับฝนไททาเนียมและอลูมิเนียมในตอนกลางคืน รวมกับการไม่มีโลหะเหล่านี้ในเฟสก๊าซที่เทอร์มิเนเตอร์กลางวันและกลางคืน ทำให้ทีมสรุปได้ว่าไทเทเนียมและอะลูมิเนียมกำลังตกหนัก ด้านกลางคืน

หยดน้ำทับทิมและไพลิน

เขาเสริมว่าอลูมิเนียมอาจจะควบแน่นในรูปของคอรันดัม ซึ่งเป็นอะลูมิเนียมออกไซด์ เมื่อร่องรอยขององค์ประกอบเช่นโครเมียม เหล็ก และไททาเนียมรวมอยู่ในคอรันดัม มันจะกลายเป็นอัญมณีทับทิมและไพลิน “ดังนั้น อาจเป็นหยดน้ำทับทิมและไพลินในซีกโลกยามค่ำคืนก็ได้”

ทีมงานยังพบว่าลมแรงของ WASP-121b รักษาวัฏจักรของน้ำโดยการเคลื่อนน้ำจากด้านกลางวันไปยังด้านกลางคืนของก๊าซยักษ์

ไม่น่าแปลกใจที่วัฏจักรของน้ำของดาวเคราะห์นอกระบบนั้นน่าทึ่งและรุนแรงกว่าของโลกมาก Mikal-Evans อธิบายว่าเป็น “สายพานลำเลียงขนาดยักษ์” ซึ่งขนส่งโมเลกุลระหว่างซีกโลกที่แตกต่างกันอย่างมากมายของ WASP-121b บาคาร่าเว็บตรง