ข่าว วันที่ 16 มกราคม 2557

ระบบดาวแคระขาวคู่พิเศษ    16 มกราคม 2557    ในช่วงกลางศตวรรษที่ 20 มีการค้นพบดาวฤกษ์ไม่ปกติดวงหนึ่งในกลุ่มดาวสุนัขล่าเนื้อ(Canes Venatici) อีกหลายปีต่อมา นักดาราศาสตร์ได้ตรวจสอบพบว่าวัตถุซึ่งถูกเรียกว่า AM Canum Venaticorum หรือเรียกสั้นๆ ว่า AM CVn นั้นแท้จริงแล้วเป็นดาว 2 ดวง ดาวเหล่านี้โคจรรอบกันและกันทุกๆ 18 นาที และมีการทำนายว่าพวกมันจะสร้างคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเป็นระลอกในกาล-อวกาศซึ่งทำนายโดยไอน์สไตน์

ชื่อ AM CVn นั้นกลายเป็นวัตถุกลุ่มใหม่ที่ดาวแคระขาว(ดาวแคระขาวเป็นเศษซากหนาแน่นที่เหลืออยู่ของดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ที่หมดเชื้อเพลิงลงและยุบตัวลงมีขนาดเท่ากับโลก) ดวงหนึ่งกำลังดึงมวลสารออกจากดาวข้างเคียงอีกดวงที่มีขนาดกะทัดรัดอย่างมากซึ่งอาจเป็นดาวแคระขาวดวงที่สอง ดาวคู่ในระบบ AM CVn โคจรรอบกันและกันอย่างรวดเร็วมากๆ ในเวลาเพียง 1 ชั่วโมง และในบางกรณีก็อาจเร็วถึง 5 นาที เมื่อเปรียบเทียบแล้ว ดาวเคราะห์ที่โคจรเร็วที่สุดในระบบสุริยะของเราคือดาวพุธนั้นโคจรครบรอบดวงอาทิตย์ทุกๆ 88 วัน แม้จะเป็นที่รู้จักมาเกือบ 50 ปี แต่ก็ยังคงมีคำถามอยู่นั้นคือ ระบบ AM CVn เกิดขึ้นได้อย่างไร การสำรวจรังสีเอกซ์และช่วงตาเห็นครั้งใหม่ได้เริ่มตอบคำถามนั้นพร้อมด้วยการค้นพบระบบดาวคู่แห่งแรกที่นักดาราศาสตร์คิดว่าจะพัฒนากลายเป็นระบบแบบ AM CVn ระบบดาวคู่ 2 แห่งซึ่งเรียกชื่อสั้นๆ ว่า J0751 และ J1741 นั้นถูกสำรวจในช่วงรังสีเอกซ์โดยหอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทราของนาซาและดาวเทียม XMM-Newton ของอีซา การสำรวจในช่วงความยาวคลื่นที่ตาเห็นทำโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาด 2.1 เมตรที่หอสังเกตการณ์แมคโดนัลด์ ในเทกซัส และกล้องขนาด 1.0 เมตรที่หอสังเกตการณ์เมาท์จอห์น ในนิวซีแลนด์ ในภาพจากศิลปินแสดงว่าระบบเหล่านี้เป็นเช่นไรในปัจจุบันและอาจจะเกิดอะไรขึ้นในอนาคต ภาพช่องบนแสดงสถานะในปัจจุบันของระบบคู่ซึ่งประกอบด้วยดาวแคระขาว 1 ดวง(ทางขวา) ที่มีมวลประมาณหนึ่งในห้าของดวงอาทิตย์ และดาวแคระขาวอีกดวงที่มีมวลสูงกว่า 5 เท่าและกะทัดรัดมากกว่า(ดาวแคระขาวที่มวลสูงกว่าจะมีขนาดเล็กกว่า) เมื่อดาวแคระขาว 2 ดวงโคจรรอบกันและกัน คลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเป็นระลอกในกาล-อวกาศที่ไอน์สไตน์ได้ทำนายไว้ จะส่งออกมา เป็นสาเหตุให้วงโคจรกระชับเข้ามาอีกเรื่อยๆ ซึ่งในที่สุด ดาวแคระขาวที่หนักมากกว่า(จึงมีขนาดเล็กกว่า) จะเริ่มดึงมวลสารจากเพื่อนบ้านที่เบากว่าใหญ่กว่า ตามที่แสดงในช่องกลาง ก่อตัวเป็นระบบ AM CVn กระบวนการดำเนินต่อไปจนกระทั่งมีมวลสารสะสมบนดาวแคระขาวมวลสูงกว่ามากพอที่จะทำให้เกิดระเบิดอุณหนิวเคลียร์ในเวลาประมาณ 1 ร้อยล้านปี ความเป็นไปได้ทางหนึ่งก็คือการระเบิดอุณหนิวเคลียร์น่าจะทำลายดาวมวลสูงกว่าไปอย่างสิ้นเชิงในสิ่งที่เรียกว่า ซุปเปอร์โนวาประเภท Ia ซึ่งถูกใช้เพื่อวัดระยะทางในเอกภพโดยการเป็นเทียนมาตรฐาน อย่างไรก็ตาม ก็ยังเป็นไปได้มากกว่าที่การระเบิดอุณหนิวเคลียร์นั้นจะเกิดขึ้นเฉพาะบนพื้นผิวของดาว ทิ้งรอยแผลที่สมานตัวดีไว้ การปะทุที่ได้น่าจะมีความสว่างประมาณ 1 ใน 10 ของซุปเปอร์โนวา Ia การปะทุลักษณะเช่นนี้บางครั้งก็ถูกเข้าใจผิดว่าเป็นซุปเปอร์โนวา Ia ซึ่งเคยสำรวจพบในกาแลคซีแห่งอื่นๆ แต่ J0751 และ J1741 เป็นระบบคู่แห่งแรกๆ ที่ทราบว่าอาจจะสร้างการปะทุเลียนแบบ Ia ได้ในอนาคต การสำรวจช่วงตาเห็นได้จึงสำคัญยิ่งยวดที่จะจำแนกดาวแคระขาว 2 ดวงในระบบเหล่านี้และประเมินมวลของพวกมัน การสำรวจรังสีเอกซ์ต้องใช้เพื่อกำจัดความเป็นไปได้ที่ J0751 และ J1741 จะมีดาวนิวตรอนอยู่ ซึ่งจะเปล่งรังสีเอกซ์ที่รุนแรงอันเนื่องมาจากสนามแม่เหล็กและการหมุนรอบตัวอย่างเร็วจี๋ ทั้งจันทราและ XMM-Newton ไม่พบรังสีเอกซ์ใดๆ จากระบบเหล่านี้ AM CVn เป็นที่สนใจสำหรับนักวิทยาศาสตร์เนื่องจากมีการทำนายว่าพวกมันจะเป็นแหล่งของคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งสำคัญที่ยังไม่เคยได้ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงดังกล่าวเลย นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรหลายคนกำลังทำงานกับเครื่องมือที่น่าจะสามารถตรวจจับคลื่นนี้ได้ในอนาคตอันใกล้ ซึ่งน่าจะเปิดหน้าต่างในการสำรวจช่องทางใหม่ๆ ให้กับเอกภพได้ รายงานเผยแพร่ออนไลน์และจะตีพิมพ์ใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Letters