ค้นพบต้นกำเนิดของดาวเหนือเสียงในทางช้างเผือก

การจำลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อดาวแคระขาว HeCO สองดวงชนกัน จะเกิดการระเบิดอันทรงพลัง ส่งผลให้ดาวฤกษ์ขนาดเล็กถูกดีดออกด้วยความเร็วสูงพอที่จะหลุดพ้นจากแรงดึงดูดของทางช้างเผือกได้

สถาบันเทคโนโลยีเทคเนียน (อิสราเอล) เพิ่งประกาศการค้นพบต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ที่เคลื่อนที่เร็วที่สุดบางดวงเท่าที่เคยสังเกตมา ซึ่งก็คือดาวแคระขาวที่มีความเร็วเหนือเสียง โดยบางดวงตั้งอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือกของเราด้วยซ้ำ

ดาวแคระขาวมีแกนกลางที่ร้อนจัดและหนาแน่นมาก มีขนาดประมาณโลก และจะยังคงอยู่แม้ดาวฤกษ์จะเริ่มดับสูญ เมื่อดาวแคระขาวเหล่านี้เคลื่อนที่ด้วยความเร็วสูงมากในอวกาศ พวกมันจะถูกเรียกว่า "ดาวแคระขาวความเร็วเหนือเสียง" สาเหตุที่ทำให้พวกมันเคลื่อนที่ด้วยความเร็วดังกล่าวยังคงเป็นปริศนาก่อนการวิจัยล่าสุดนี้

ทีมนานาชาตินำโดย ดร. ฮิลา แกลนซ์ จากสถาบันเทคเนียน ได้ทำการจำลองแบบสามมิติของการรวมตัวกันของดาวแคระขาวหายากสองดวง ซึ่งประกอบไปด้วยฮีเลียม คาร์บอน และออกซิเจน (HeCO WDs) นักวิทยาศาสตร์ ใช้แบบจำลองอุทกพลศาสตร์เพื่อจำลองปฏิสัมพันธ์ระหว่างอนุภาคย่อยของอะตอมและสสารมืด ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่มีมวลประมาณ 86% ของเอกภพ

การจำลองเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าเมื่อดาวแคระขาว HeCO สองดวงชนกัน จะเกิดการระเบิดอันทรงพลัง ส่งผลให้ดาวฤกษ์ขนาดเล็กถูกดีดออกด้วยความเร็วสูงพอที่จะหลุดพ้นจากแรงดึงดูดของทางช้างเผือกได้

โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ดาวแคระขาวขนาดเล็กจะเสียรูปเมื่อเข้าใกล้ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กว่า จากนั้นจึงชนและระเบิดเปลือกนอกของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่กว่า ตามมาด้วยการระเบิดที่แกนกลาง กระบวนการนี้เปลี่ยนดาวแคระขาวหลักให้กลายเป็นซูเปอร์โนวาประเภท Ia พร้อมกับผลักแกนกลางของดาวฤกษ์รองออกไปด้วยความเร็วมากกว่า 2,000 กิโลเมตรต่อวินาที ซึ่งเร็วกว่าความเร็วที่จำเป็นในการหลุดพ้นจากทางช้างเผือกถึงสี่เท่า

“เป็นครั้งแรกที่เราได้สาธิตเส้นทางที่ชัดเจนสำหรับเศษซากการรวมตัวของดาวแคระขาวที่จะไปถึงความเร็วเหนือเสียง โดยมีลักษณะเฉพาะที่ตรงกับดาวแคระขาวร้อนและมืดที่สังเกตพบในฮาโลของกาแล็กซี” ดร. กลานซ์เน้นย้ำ

การค้นพบนี้ไม่เพียงแต่ช่วยถอดรหัสปรากฏการณ์ของ "ดาวฤกษ์ที่หนีออกจากกาแล็กซี" เท่านั้น แต่ยังเปิดมุมมองใหม่เกี่ยวกับซูเปอร์โนวาประเภท Ia ที่ไม่ปกติ ซึ่งมีความสว่างน้อยกว่าความสว่างมาตรฐานอีกด้วย

เนื่องจากซูเปอร์โนวาประเภท Ia ถูกใช้เป็น “ประภาคารจักรวาล” เพื่อวัดระยะทางและอัตราการขยายตัวของจักรวาล การทำความเข้าใจความแปรผันของปรากฏการณ์นี้ให้ดีขึ้นจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์คำนวณเกี่ยวกับจักรวาลและประวัติการก่อตัวของธาตุต่างๆ ได้แม่นยำยิ่งขึ้น

ปรากฏการณ์ “เรดชิฟต์” ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อความยาวคลื่นของแสงถูกยืดออกเนื่องจากวัตถุที่เปล่งแสงกำลังเคลื่อนที่ออกไป เป็นเครื่องมือสำคัญในการวัดอัตราการขยายตัวของจักรวาล และซูเปอร์โนวาประเภท Ia เป็นเครื่องมือมาตรฐานในการวัดสิ่งนี้

ศาสตราจารย์ Hagai Perets ซึ่งเป็นผู้เขียนร่วมกล่าวว่า “ การค้นพบ นี้ไม่เพียงแต่ช่วยอธิบายต้นกำเนิดของดาวฤกษ์ที่มีความเร็วเหนือเสียงเท่านั้น แต่ยังเปิดประตูสู่การสังเกตการระเบิดของดาวฤกษ์ประเภทต่างๆ ที่ไม่เคยรู้จักมาก่อนอีกด้วย”

ต่างจากการศึกษาครั้งก่อนๆ ที่ใช้การจำลองแบบ 2 มิติเพียงอย่างเดียว นี่เป็นครั้งแรกที่มีการนำแบบจำลอง 3 มิติมาใช้เพื่อติดตามกระบวนการรวมตัวและการปลดปล่อยดาวฤกษ์ทั้งหมด ซึ่งช่วยให้ทีมวิจัยสามารถอธิบายกระบวนการสร้างดาวแคระขาวเหนือเสียงได้อย่างแม่นยำยิ่งขึ้น โดยเฉพาะดาวฤกษ์ที่รู้จักอย่าง J0546 และ J0927 ซึ่งมีอุณหภูมิ ความสว่าง และความเร็วที่ผิดปกติ

ดร. กลานซ์ ยืนยันว่าการวิจัยนี้ไม่เพียงแต่ไขปริศนาของดาวฤกษ์ที่ "หลุดลอย" เท่านั้น แต่ยังเปิดช่องทางใหม่สำหรับการก่อตัวของซูเปอร์โนวาประเภท Ia ที่จางและผิดปกติอีกด้วย

ผลการวิจัยดังกล่าวได้รับการตีพิมพ์ในวารสารวิทยาศาสตร์ Nature Astronomy./.

(TTXVN/เวียดนาม+)

ที่มา: https://www.vietnamplus.vn/phat-hien-nguon-goc-nhung-ngoi-sao-lao-voi-toc-do-sieu-thanh-trong-dai-ngan-ha-post1059911.vnp