ลโกตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงจากการควบรวมกันของดาวนิวตรอนเป็นครั้งแรก เฉลยที่มาของธาตุหนักในจักรวาลเช่นแพลทินัม เงิน และทองคำ 

small-inspiral_image

หลังจากเปิดใช้งานสถานีตรวจวัดคลื่นความโน้มถ่วงด้วยแสงเลเซอร์ หรือ ไลโก LIGO (The Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) เมื่อปีที่แล้ว ไลโกก็มีผลการตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงมาแล้ว 4 ครั้ง ทุกครั้งมีที่มาจากการควบรวมกันของหลุมดำ

แต่ล่าสุด ไลโกสามารถตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงครั้งที่ 5 ซึ่งคราวนี้แหล่งกำเนิดไม่ใช่หลุมดำ แต่เป็น ดาวนิวตรอน

ดาวนิวตรอน คือซากที่เหลือจากดาวฤกษ์มวลมากหลังสิ้นอายุขัยและระเบิดเอาเปลือกนอกออกไปแล้วในลักษณะของการเกิดซุปเปอร์โนวา แกนกลางที่เหลือจะถูกแรงโน้มถ่วงดูดเข้าหากันจนเกิดการเบียดเสียดในระดับอะตอม เมื่อโปรตรอนและอิเล็กตรอนที่มีขั้วตรงข้ามเบียดเข้าหากันก็จะเหลือเพียงอนุภาคนิวตรอนล้วนๆที่อัดแน่นกันเหมือนเราขยำขนมปังแผ่นให้กลายเป็นก้อนกลม  มันจะเล็กและหนัก  ลองนึกถึงดาวฤกษ์ที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์แต่กลับมีขนาดหดเล็กลงเท่าเมืองๆหนึ่งบนโลก มันจะมีความหนาแน่นมหาศาลเพียงไหน ใช่แล้ว บนดาวนิวตรอนนั้นมวลหนึ่งช้อนชาจะหนักราวเทือกเขาเอเวอเรสต์เลยทีเดียว

ดาวนิวตรอนคู่หนึ่งในกาแล็กซี NGC4993 ห่างจากโลกออกไป 130 ล้านปีแสงในทิศทางของกลุ่มดาวไฮดรา ได้เกิดการควบรวมกันขึ้นเมื่อ 130 ล้านปีที่แล้ว แต่กว่าเหตุการณ์จะรับรู้ถึงเราก็คือปีนี้ในวันที่ 17 สิงหาคมที่ผ่านมา สถานีไลโกในแฮนฟอร์ดและลิฟฟิงตันตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงในเวลาไล่เลี่ยกัน และแน่นอนว่าสถานีเวอร์โกใกล้เมืองปิซาในประเทศอิตาลีก็ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงนี้ด้วย

คราวนี้ต่างออกไปจาก 4 ครั้งก่อนที่เป็นการควบรวมกันของวัตถุที่มองไม่เห็นอย่างหลุมดำ แต่เป็นการควบรวมกันของดาวนิวตรอนที่เราสามารถมองเห็นได้ มันสาดคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทุกย่านความถี่ออกมาให้ตรวจพบ รวมถึงรังสีแกมมาความเข้มสูงจากการระเบิดในช่วงรังสีแกมมา หรือ GRB  (Gramma-Ray Burst) ซึ่งตรวจวัดได้ในอีกไม่กี่วินาทีต่อมาโดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Fermi  ส่วนคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆที่กล่าวมาข้างต้นโดยเฉพาะคลื่นแสงได้มีกล้องดูดาวจำนวนมากกว่า 70 ตัวทั่วโลกช่วยกันบันทึกภาพไว้ได้ และแสงจากเหตุการณ์นี้ (เรียกว่าเหตุการณ์ GW170817) สามารถบันทึกไว้ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิ้ลในช่วงเวลา 6 วันคือจากวันที่ 22-28 สิงหาคม 60 อีกด้วย

การควบรวมกันของดาวนิวตรอน 2 ดวง หรือดาวนิวตรอน 1 ดวงกับหลุมดำ 1 ดวงนี้เราเรียกมันว่าการเกิด กิโลโนวา (Kilonova) ซึ่งทรงพลังกว่าซุปเปอร์โนวาทั่วไปเป็นพันเท่า และเป็นต้นกำเนิดของธาตุหนักหายากหลายชนิดในจักรวาลเช่น แพลทินัม เงิน และแม้แต่ทองคำ ที่เป็นธาตุหนักหายากแตกต่างจากธาตุเบาเช่นไฮโดรเจน ฮีเลียมที่พบได้ทั่วไปทุกหนแห่งในจักรวาล โดยเฉพาะทองคำที่เป็นปริศนาคาใจนักดาราศาสตร์มาเนิ่นนานว่ามาจากไหน เพราะตามความเชื่อเดิมแหล่งกำเนิดทองคำคือซุปเปอร์โนวา แต่ก็ไม่เคยตรวจพบปริมาณที่ผลิตได้ว่าจะมีมากมายจนหายสงสัยกับจำนวนธาตุทองคำที่มีอยู่ในจักรวาลเวลานี้ จนมาตรวจพบการสร้างทองคำของ เหตุการณ์ GW170817 จึงได้เข้าใจที่มาที่ไปทั้งหมด

อ้างอิง http://www.ligo.org/science/Publication-S6CBCLowMass/

เรียบเรียงโดย @MrVop