แขนเกลียวของก๊าซและฝุ่นถูกพบรอบดาวฤกษ์มวลมาก

นับเป็นครั้งแรกที่มีการพบเห็นแขนเกลียวของก๊าซและฝุ่นภายในจานที่หมุนรอบดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ ป้อนมันด้วยการปะทุของวัตถุอย่างไม่สม่ำเสมอ การสังเกตการณ์ซึ่งสร้างโดยเครือข่ายกล้องโทรทรรศน์วิทยุ 25 ตัวใน 10 ประเทศ ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่ว่าดาวฤกษ์มวลมากที่สุดก่อตัวอย่างไร และตั้งอยู่ในพื้นที่ก่อตัวดาวในทางช้างเผือกห่างออกไปประมาณ 22,000 ปีแสง

มวลของดาวฤกษ์

อายุน้อยมีมวลประมาณแปดเท่าของดวงอาทิตย์และกำลังเติบโต ที่มวลนี้และมากกว่านี้ ดาวฤกษ์จะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาเมื่อสิ้นอายุขัย อย่างไรก็ตาม มีดาวเพียง 1% เท่านั้นที่ถือว่ามีมวลสูง และเหตุใดดาวฤกษ์มวลมากจึงก่อตัวได้น้อยจึงเป็นปริศนาทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่มีมาช้านาน

ว่า “มีโรงเรียนแห่งความคิดที่ว่าการก่อตัวของดาวฤกษ์มวลสูงจะต้องแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับดาวฤกษ์มวลต่ำ” “แต่สิ่งที่เราพบโดยทั่วไปเมื่อเวลาผ่านไปก็คือไม่มีความแตกต่างมากนัก”การแสดงออกของมาสเซอร์ดาวฤกษ์มวลมากอาจสังเกตได้ยากเพราะพวกมันมักถูกซ่อนไว้ด้วยการรวมตัวกันหนาแน่น

ของก๊าซและฝุ่นที่ใจกลางของบริเวณที่ก่อตัวดาวฤกษ์ที่รุนแรงที่สุด อย่างไรก็ตาม ในเดือนมกราคม 2019 ตรวจพบการปล่อยคลื่นไมโครเวฟที่เพิ่มขึ้นซึ่งมาจาก G358.93-0.03-MM1 ในรูปเมทานอลเมเซอร์ สิ่งเหล่านี้เทียบเท่ากับไมโครเวฟที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติของเลเซอร์

เบิร์นส์เป็นผู้นำซึ่งเป็นสมาคมระหว่างประเทศของนักดาราศาสตร์ที่ศึกษาเกี่ยวกับมาเซอร์ เบิร์นส์และเพื่อนร่วมงานได้รวบรวมกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่น่าประทับใจจำนวนมากเพื่อสังเกตการทำงานของมาสเซอร์ของ G358.93-0.03-MMเครือข่ายถ่ายภาพดาวฤกษ์ได้ 6 ครั้งในช่วงปี 2019 ในปี2020

ทีมของ Burn ได้เปิดเผยผลลัพธ์เบื้องต้นจากการสังเกตสองครั้งแรกซึ่งจัดทำขึ้นในเดือนกุมภาพันธ์ 2019 ซึ่งแสดงให้เห็นว่ามีการระเบิดสะสมเกิดขึ้นซึ่งมีก๊าซจำนวนมาก ได้ตกลงมายังดาวฤกษ์ที่กำลังเติบโต สิ่งนี้ได้จุดพัลส์ความร้อนที่แผ่ออกมาผ่านจานสะสมมวลสารโดยรอบ สร้างความตื่นตาตื่นใจ

แก่มาสเซอร์

ที่ระยะห่างจากดาวมากขึ้นเรื่อยๆ Burns อธิบายสิ่งนี้ว่าเป็น “การทำแผนที่คลื่นความร้อน”ตอนนี้ จากการวิเคราะห์ข้อมูลจากชุดสังเกตการณ์อีกสี่ชุดที่ถ่ายระหว่างเดือนมีนาคมถึงกันยายน 2019 ทีมงานของ Burns ได้ตีพิมพ์บทความใหม่ที่แสดงให้เห็นว่าเมทานอลเมเซอร์ถูกฝังอยู่ภายในรูปแบบของแขนเกลียว

ภายในจานสะสมมวล ซึ่งยื่นออกมาจากระยะไกล 50 AU จากดาวฤกษ์ถึง 900 AU (135 พันล้านกิโลเมตร)เบิร์นส์กล่าวว่าแขนเกลียวในจานเพิ่มมวลรอบดาวฤกษ์มวลมากได้รับการแนะนำก่อนหน้านี้เพราะพวกมันช่วยแก้ปัญหาหลายอย่างได้ เบิร์นส์กล่าว ผลักดันการเพิ่มขึ้น“ความแตกต่างที่สำคัญ

ระหว่างการก่อตัวของดาวฤกษ์มวลสูงและมวลต่ำก็คือ ดาวฤกษ์มวลสูงจะปล่อยรังสีออกมามากกว่า พวกมันร้อนกว่ามากมวลมากกว่าแปดเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ความดันการแผ่รังสีภายนอกนี้ควรต่อต้านการเพิ่มมวลใดๆ ต่อไป และป้องกันไม่ให้ดาวฤกษ์กำเนิดได้รับมวลอีกต่อไป อย่างไรก็ตาม 

นักดาราศาสตร์

ได้สังเกตเห็นดาวฤกษ์มวลมากที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายร้อยเท่า ดังนั้นจึงเห็นได้ชัดว่ามีบางสิ่งที่สามารถแทนที่แรงดันการแผ่รังสีภายนอกและทำให้การเติบโตดำเนินต่อไปได้การเพิ่มมวลจากจาน แทนที่จะเป็นวัตถุที่ตกลงบนดาวจากทุกทิศทาง สามารถต้านแรงดันภายนอกนี้ได้ 

แต่จานหมุนมีแนวโน้มที่จะมีโมเมนตัมเชิงมุมจำนวนมากซึ่งจำเป็นต้องถูกกำจัดออกเพื่อให้การสะสมเกิดขึ้น แขนก้นหอยสามารถขจัดโมเมนตัมเชิงมุมส่วนเกินนี้ได้ แต่ในขณะที่มีการพบเห็นแขนก้นหอยในจานก่อตัวดาวฤกษ์รอบดาวฤกษ์มวลต่ำมาก่อน พวกมันไม่เคยถูกพบเห็นในบริเวณรอบดาวฤกษ์มวลสูง

“เราสันนิษฐานมาตลอดว่าแขนก้นหอยอยู่ที่นั่น แต่จนถึงตอนนี้ยังไม่มีวิธีสังเกตใดที่สามารถเปิดเผยมันได้” เบิร์นส์กล่าวเช่นเดียวกับแขนก้นหอยของกาแล็กซี แขนอาจเกิดจากการทำให้ไม่เสถียรของแผ่นดิสก์ผ่านแรงโน้มถ่วงในตัวเองของมวลสารที่หนาแน่นกว่า ช่องแขนจับกลุ่มวัสดุเข้าหาดาวฤกษ์ 

ซึ่งพวกมันสะสมตัวบนมัน กระตุ้นการระเบิดของความร้อนแบบเดียวกับที่จุดประกายให้มาสเซอร์เริ่มทำงานฟังก์ชันมวลเริ่มต้นความเข้าใจมากขึ้นเกี่ยวกับการก่อตัวดาวฤกษ์มวลสูงสามารถช่วยไขปริศนาว่าทำไมดาวฤกษ์มวลสูงจึงหายาก ดาวฤกษ์ที่พบมากที่สุดในเอกภพคือดาวที่เล็กที่สุด 

ที่น่าสนใจยิ่งกว่าก็คือ IMF อาจแตกต่างออกไปในอดีต การสังเกตการณ์ของดาราจักรอายุมากของ JWST แสดงว่ามีการส่องสว่างมากกว่าที่คาดไว้ คำอธิบายประการหนึ่งคือ IMF อาจแตกต่างออกไปเมื่อ 13.5 พันล้านปีก่อน โดยมีเงื่อนไขที่เอื้ออำนวยต่อการก่อตัวดาวฤกษ์มวลมากที่ภายในสว่างไสวมากกว่า 

ดังนั้น การทำความเข้าใจกระบวนการที่ดาวฤกษ์มวลมากก่อตัวขึ้นในปัจจุบัน และสภาพแวดล้อมที่พวกมันก่อตัวขึ้น อาจช่วยให้เราเข้าใจ IFM ได้ดีขึ้นว่าอาจมีความแตกต่างในเอกภพในยุคแรกเริ่มหรือไม่

เบิร์นส์กระตือรือร้นที่จะชี้ให้เห็นว่าการวิจัยนี้ดำเนินการโดยนักดาราศาสตร์ใน 21 ประเทศ 

รวมถึงบางประเทศที่กำลังทำสงครามกันหรืออยู่คนละฟากของความสัมพันธ์ทางการทูต “ด้วยสภาพอากาศทางภูมิรัฐศาสตร์ ผมคิดว่าเป็นเรื่องดีที่เราได้แสดงให้เห็นว่านักวิชาการ การวิจัยกำลังดำเนินการผ่านกลุ่มคนจากหลายชาติ”ซึ่งก็คือดาวแคระ M และยิ่งดาวฤกษ์มีมวลมากขึ้น ในระบบที่มีการหมุนเวียน

ขนาดใหญ่ ที่ขอบกระเปาะเข้าหาศูนย์กลาง เช่นเดียวกับแรงโน้มถ่วงที่ดึงของเหลวเข้าหาใจกลางดาวเคราะห์ดูเหมือนว่าพวกมันจะมีจำนวนน้อยลง นักดาราศาสตร์เรียกการกระจายตัวของมวลดาวฤกษ์นี้ว่าฟังก์ชันมวลเริ่มต้น (IMF) แต่เหตุใดจึงเบ้ไปทางดาวฤกษ์ขนาดเล็กกว่ามากยังคงเป็นปริศนา

Credit : ฝากถอนไม่มีขั้นต่ำ