ข่าว วันที่ 8 มกราคม 2557

จาะโครงสร้างพื้นฐานของการปะทุรังสีแกมม่า    8 มกราคม 2557    การศึกษาใหม่ซึ่งใช้การสำรวจจากเครื่องมือล้ำยุคได้ให้ภาพที่ดีที่สุดเท่าที่เคยมีของสนามแม่เหล็กในใจกลางการปะทุรังสีแกมม่า ซึ่งเป็นการระเบิดพลังที่รุนแรงที่สุดในเอกภพ

ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติจากบริเตน, สโลวีเนียและอิตาลี ได้แง้มดูโครงสร้างภายในของไอพ่นความเร็วสูงของการปะทุ การปะทุรังสีแกมม่าเป็นการระเบิดที่ส่องสว่างที่สุดในอวกาศ ส่วนใหญ่คิดกันว่าเกิดขึ้นเมื่อแกนกลางของดาวฤกษ์มวลสูงดวงหนึ่งหมดเชื้อเพลิงลง และยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเอง และก่อตัวหลุมดำขึ้น จากนั้นหลุมดำก็ผลักดันไอพ่นอนุภาคที่แผ้วถางตลอดเส้นทางผ่านดาวที่กำลังยุบตัวและปะทุออกสู่อวกาศด้วยความเร็วเกือบเท่าแสง ในวันที่ 8 มีนาคม 2012 ดาวเทียมสวิฟท์ของนาซาได้ตรวจพบจังหวะเป็นเวลา 100 วินาทีของรังสีแกมม่าจากแหล่งแห่งหนึ่งในกลุ่มดาวหมีเล็ก(Ursa Minor) ยานได้ส่งพิกัดของการปะทุรังสีแกมม่านั้นซึ่งเรียกว่า 120308A ไปยังหอสังเกตการณ์ต่างๆ ทั่วโลกทันที กล้องโทรทรรศน์ช่วงตาเห็นหุ่นยนต์อัตโนมัติสมบูรณ์แบบที่ใหญ่ที่สุดในโลกคือ กล้องโทรทรรศน์ลิเวอร์พูลขนาด 2 เมตร ที่หอสังเกตการณ์ โรเก้ เดอ ลอส มูชาโชส์ ใน ลาพัลมา หมู่เกาะคานารี่ ได้ตอบสนองต่อการเตือนของสวิฟท์อย่างอัตโนมัติ ภายในเวลาเพียง 4 นาทีหลังจากที่มันได้รับคำเตือนจากสวิฟท์ กล้องก็พบแสงเรืองไล่หลัง(afterglow) ในช่วงตาเห็นจากการปะทุและเริ่มทำการตรวจสอบหลายพันครั้ง Carole Mundell นักวิจัยนำทีมการปะทุรังสีแกมม่า ที่สถาบันวิจัยดาราศาสตร์ฟิสิกส์ ในมหาวิทยาลัยลิเวอร์พูล จอห์น มัวร์ ในสหราชอาณาจักร กล่าว กล้องถูกติดตั้งด้วยอุปกรณ์ชิ้นหนึ่งที่มีชื่อว่า RINGO2 ซึ่งทีมของ Mundell ได้ออกแบบมาให้ตรวจจับการบิดระนาบของคลื่นแสงจนไปในระนาบเดียวกันหมด(polarization) ในการสั่นของคลื่นแสงจากแสงเรืองไล่หลังของการปะทุ ทีมของ Mundell สร้าง RINGO2 เพื่อที่จะตรวจสอบสนามแม่เหล็กที่เป็นตัวผลักดันและโฟกัสไอพ่นของการปะทุรังสีแกมม่า เครื่องมือขนาดเท่ากล่องรองเท้าติดฟิลเตอร์โพลาไรซ์ที่หมุนไว้ 1 แผ่นกับกล้องที่ไวมากๆ พลังงานในสเปคตรัมตั้งแต่คลื่นวิทยุจนถึงรังสีแกมม่านั้น ถูกเปล่งออกมาเมื่อไอพ่นชนเข้ากับสภาพแวดล้อมและเริ่มลดความเร็วลง ผลก็คือเกิดการสร้างคลื่นกระแทกที่เคลื่อนที่มุ่งหน้าออกข้างนอก ในขณะเดียวกัน คลื่นกระแทกย้อนกลับก็ถูกผลักกลับมาสู่ไอพ่นเศษซากซึ่งก็สร้างการเปล่งคลื่นสว่างด้วยเช่นกัน วิธีหนึ่งที่จะลองนึกภาพการกระแทกต่างๆ เหล่านี้ก็คือ ลองเปรียบเทียบกับการจราจรติดขัด Mundell กล่าว รถที่เข้าใกล้ส่วนที่ติดจะชะลอความเร็วลง ซึ่งคล้ายกับที่เกิดในคลื่นคืบหน้า รถที่อยู่หลังจากนั้นก็จะช้าลงตามเป็นผลให้เกิดคลื่นของไฟเบรคที่เคลื่อนที่ย้อนกลับไปตามทางด่วน เหมือนกับคลื่นกระแทกย้อนกลับ แบบจำลองทางทฤษฎีของการปะทุรังสีแกมม่าทำนายว่าแสงจากคลื่นย้อนกลับน่าจะแสดงการเปล่งคลื่นโพลาไรซ์ที่เสถียรและรุนแรง ถ้าไอพ่นที่มาจากสนามแม่เหล็กนั้นมีกำเนิดจากสภาพแวดล้อมรอบๆ หลุมดำที่เพิ่งก่อตัวขึ้นใหม่ซึ่งคิดกันว่าเป็นเครื่องยนต์หัวใจที่ผลักดันการปะทุ การสำรวจแสงเรืองไล่หลังก่อนหน้านี้ตรวจพบโพลาไรเซชั่นประมาณ 10% แต่พวกมันก็ไม่ได้ให้ข้อมูลใดๆ เกี่ยวกับว่าระบบเหล่านี้เปลี่ยนแปลงตามเวลาอย่างไร ด้วยเหตุนี้ พวกมันจึงไม่เคยถูกใช้เพื่อทดสอบแบบจำลองไอพ่นต่างๆ การหาเป้าอย่างรวดเร็วของกล้องลิเวอร์พูลช่วยให้ทีมจับการระเบิดในเวลาเพียง 4 นาทีหลังจากการปะทุเริ่มแรก ในช่วง 10 นาทีที่สำรวจติดตามผล RINGO2 ได้รวบรวมภาพแสงเรืองไล่หลังจากการปะทุ 5600 ภาพในขณะที่คุณสมบัติของสนามแม่เหล็กก็ยังคงซ่อนไว้ในแสงที่จับได้ การสำรวจแสดงว่าแสงเรืองไล่หลังเริ่มต้นนั้นเกิดโพลาไรซ์ไป 28% ซึ่งเป็นระดับสูงที่สุดเท่าที่เคยพบในการปะทุ และค่อยๆ ลดลงมาที่ 16% ในขณะนี้มุมของแสงโพลาไรซ์ยังคงเดิม นี่สนับสนุนการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กที่เรียงตัวเป็นอย่างดีในโครงสร้างขนาดใหญ่ที่เชื่อมโยงกับหลุมดำ แทนที่จะเป็นสนามแม่เหล็กมั่วๆ ที่เกิดขึ้นจากความไม่เสถียรภายในไอพ่นเอง รายงานที่อธิบายการค้นพบของทีมเผยแพร่ในวารสาร Nature ฉบับวันที่ 5 ธันวาคม Neil Gehrels หัวหน้าโครงการสวิฟท์ ที่ศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ด ของนาซา กล่าวว่า นี่เป็นการค้นพบครั้งสำคัญที่ไม่อาจจะเกิดขึ้นได้ถ้าไม่มีการตอบสนองระดับพริบตาของดาวเทียมสวิฟท์และกล้องลิเวอร์พูล