ข่าว วันที่ 5 มกราคม 2557

คลื่นกระแทกมัค 1000     5 มกราคม 2557    เมื่อดาวฤกษ์ดวงหนึ่งระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา มันจะสว่างไสวเจิดจ้ามากเป็นเวลาไม่กี่สัปดาห์หรือไม่กี่เดือนก่อนที่จะจางแสงหายไป แต่วัสดุสารที่ระเบิดออกจากซุปเปอร์โนวายังคงเรืองสว่างได้อีกหลายร้อยหรือหลายพันปีต่อมา ก่อเป็นซากซุปเปอร์โนวาที่งามจับตา แล้วอะไรที่ทำให้เกิดการสว่างได้เป็นเวลานาน

ภาพถ่ายซากซุปเปอร์โนวาของไทโคโดยหอสังเกตการณ์รังสีเอกซ์จันทรา รังสีเอกซ์พลังงานต่ำ(สีแดง) ในภาพแสดงเศษซากที่กำลังขยายตัวจากการระเบิดซุปเปอร์โนวา และรังสีเอกซ์พลังงานสูง(สีฟ้า) แสดงคลื่นการระเบิดซึ่งเป็นเปลือกของอิเลคตรอนพลังงานสูงมากๆ

ในกรณีของซากซุปเปอร์โนวาของไทโค นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบว่ามีคลื่นกระแทกย้อนกลับเดินทางเข้าภายในด้วยความเร็วมัค 1000(หนึ่งพันเท่าความเร็วเสียง) กำลังทำให้ซากซุปเปอร์โนวาร้อนขึ้นและเป็นสาเหตุให้มันเปล่งรังสีเอกซ์ Hiroya Yamaguchi ซึ่งทำการวิจัยที่ศูนย์ฮาร์วาร์ดสมิธโซเนียนเพื่อดาราศาสตร์ฟิสิกส์(CfA) กล่าวว่า เราไม่น่าจะสามารถศึกษาซากซุปเปอร์โนวาเก่าแก่ได้ถ้าไม่มีคลื่นกระแทกย้อนกลับที่ทำให้พวกมันสว่างมากขึ้น ซุปเปอร์โนวาของไทโค(Tycho’s supernova) นั้นถูกพบเห็นโดยนักดาราศาสตร์ Tycho Brahe ในปี 1572 ลักษณะปรากฎเหมือนดาวฤกษ์ดวงใหม่ของมันทำให้ใครๆ ที่คิดว่าสรวงสวรรค์นั้นคงเดิมไม่เปลี่ยนแปลงต้องงงงัน ในช่วงที่สว่างที่สุด ซุปเปอร์โนวาสว่างเทียบเท่ากับดาวศุกร์ก่อนที่จะจางแสงหายไปในอีก 1 ปีต่อมา นักดาราศาสตร์สมัยใหม่ทราบว่าเหตุการณ์ที่ไทโคและผู้อื่นได้สำรวจนั้นเป็นซุปเปอร์โนวาประเภท Ia ซึ่งเกิดขึ้นจากการระเบิดของดาวแคระขาวดวงหนึ่ง การระเบิดได้พ่นธาตุเช่นซิลิกอนและเหล็กออกสู่อวกาศด้วยความเร็วมากกว่า 5 พันกิโลเมตรต่อวินาที เมื่อวัสดุสารที่ระเบิดออกมา(ejecta) ชนกับก๊าซในห้วงอวกาศรอบข้าง มันจะสร้างคลื่นกระแทกซึ่งเทียบเท่ากับโซนิกบูม(sonic boom) ในอวกาศ คลื่นกระแทกนั้นจะยังคงเดินทางมุ่งหน้าออกอยู่ในทุกวันนี้ด้วยความเร็ว มัค 300 ปฏิสัมพันธ์ยังสร้างคลื่นกระแทกย้อนกลับที่มีความเร็วเข้าสู่ภายในที่ มัค 1000 มันก็เหมือนกับคลื่นของไฟเบรคที่ขึ้นมาตามแถวที่ต่อรถติดหลังจากที่มีรถชนกันบนทางหลวงที่คับคั่ง Randall Smith ผู้เขียนร่วมจาก CfA เช่นกัน อธิบาย คลื่นกระแทกย้อนกลับทำให้ก๊าซภายในซากซุปเปอร์โนวาร้อนขึ้นและเป็นสาเหตุให้พวกมันเรืองแสง กระบวนการนั้นคล้ายกับที่หลอดไฟในบ้านสว่างเรืองขึ้นมา ยกเว้นแต่ว่าซากซุปเปอร์โนวาเรืองในช่วงรังสีเอกซ์แทนที่จะเป็นแสงที่ตาเห็น คลื่นกระแทกย้อนกลับเป็นสิ่งที่ช่วยให้เราได้เห็นซากซุปเปอร์โนวาและศึกษาพวกมัน ได้อีกหลายร้อยปีหลังจากที่ซุปเปอร์โนวาเกิดขึ้น ต้องขอบคุณคลื่นย้อนกลับ ซุปเปอร์โนวาของไทโคจึงยังให้แสง Smith กล่าว ทีมศึกษาสเปคตรัมรังสีเอกซ์ของซากซุปเปอร์โนวาของไทโคโดยยานซูซากุ พวกเขาพบว่าอิเลคตรอนข้ามคลื่นกระแทกย้อนกลับนั้นถูกทำให้ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วโดยกระบวนการที่ยังคงไม่ทราบ การสำรวจของพวกเขาแสดงหลักฐานชัดเจนเป็นครั้งแรกของอิเลคตรอนที่ร้อนขึ้นซึ่งไม่ได้เกิดจากการชน ในคลื่นย้อนกลับในซากซุปเปอร์โนวาของไทโค ทีมวางแผนที่จะมองหาหลักฐานคลื่นกระแทกย้อนกลับคล้ายๆ กันนี้ในซากซุปเปอร์โนวาอายุน้อยแห่งอื่น