ทีมนักดาราศาสตร์​จาก UC Santa Barbara ที่หอดูดาว Las Cumbres พบหลักฐานที่น่าเชื่อถือเป็นครั้งแรก​ยืนยันการมีอยู่จริงของซูเปอร์​โนวาประเภทใหม่ ที่อยู่กึ่งกลางระหว่าง​ซูเปอร์​โนวาประเภทเดิมที่เคย​รู้จัก​ มันคือ “ซูเปอร์​โนวาประเภทดักจับอิเล็กตรอน

ซูเปอร์​โนวา หรือในชื่อไทยคือ “มหานวดารา” คือการระเบิดของดาวฤกษ์ เกิดขึ้นราวปีละ 50 ครั้งในกาแล็กซี​ที่มีขนาดเท่าๆ กับทางช้างเผือกของเรา ซูเปอร์​โนวามีบทบาทสำคัญกับการเพิ่มมวลให้กับมวลสารระหว่างดวงดาว นอกจากนั้น การแผ่กระจายของคลื่นกระแทกจากการระเบิดของซูเปอร์​โนวายังสามารถก่อให้เกิดดาวฤกษ์​ดวงใหม่ได้มากมาย​ เป็นหนึ่งในวัฏจักร​ของจักรวาล

​ก่อนหน้านี้เราเคยแบ่งซูเปอร์​โนวาหรือมหานวดาราออกเป็น 2 ประเภท​ อธิบายย้อนจากประเภทที่ 2 ก่อน เนื่องจากพบบ่อยที่สุด นั่นคือเป็นซูเปอร์โนวที่มีที่มาจากการสิ้นอายุของดาวฤกษ์มวลมากตั้งแต่ 10 เท่าของดวงอาทิตย์​ขึ้นไป ปกติแล้ว​กระบวนการฟิวชันที่แกนกลางของดาวฤกษ์​จะก่อให้เกิดความดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอนคอยต่อสู้กับแรงโน้มถ่วง​ตลอดเวลา แต่เมื่อดาวฤในวัยชราใช้เชื้อเพลิงไปจนหมดสิ้น แรงดันดีเจนเนอเรซีก็จะหมดลงตามไปด้วย แรงโน้มถ่วงก็จะชนะ แกนดาวฤกษ์​จะยุบตัวลงจนทำให้เกิดการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ขึ้นมา ซูเปอร์โนวาอีกประเภทคือประเภที่ 1 จะกิดขึ้นในระบบดาวคู่ที่ดาวฤกษ์​แรกเริ่มมีมวลน้อยกว่า 8 เท่าของมวลดวงอาทิตย์​และยุบตัวลงเป็นดาวแคระขาว ต่อมาเมื่อแรงโน้มถ่วงอันมหาศาลของดาวแคระห์ขาวได้ดึงดูดเอามวลสารจากดาวฤกษ์คู่ของมันเข้ามาเพิ่มเติมเชื้อเพลิงให้ตัวเอง จนดาวแคระขาวมีมวลเพิ่มขึ้นเกินขีดจำกัดจันทรสิกขา หรือ 1.38 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แรงกดดันที่แก่นของดาวจะทำให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นจนสามารถจุดนิวเคลียร์ฟิวชันได้อีกครั้งหนึ่งและส่องแสงสว่างออกมาเรียกว่า ซูเปอร์โนวา Type I

เมื่อต้นทศวรรษที่​ 80 ได้มีทฤษฎีที่คิดค้นขึ้นโดย Ken’ichi Nomoto จากมหาวิทยาลัยโตเกียว​ ว่าน่าจะมีซูเปอร์​โนวาประเภทที่ 3 ที่อยู่ระหว่างสองประเภทที่เคยรู้จักดันไว้ คือซูเปอร์​โนวาที่เกิดขึ้นจากดาวฤกษ์​ที่มีมวลอยู่ตรงกลางระหว่าง 8-10 เท่าของมวลดวงอาทิตย์​ เป็นซูเปอร์​โนวาที่เกิดการระเบิดจากการจับยึดอิเล็กตรอน (Electron capture) ​ที่แกนกลาง แต่ก็ผ่านเวลาเกือบ 40 ปีโดยปราศจากข้อพิสูจน์​ จนล่าสุดทีมนัก​ดาราศาสตร์​นานาชาติ​นำโดย​ Daichi Hiramatsu นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาทจาก UC Santa Barbara และ Las Cumbres Observatory (LCO) ​ได้พบหลักฐาน​ที่ยืนย้นทฤษฎี​ของ Nomoto ว่าซูเปอร์​โนวาประเภทที่ 3 ตามทฤษฏี​นั้นมีอยู่จริง

ดาวฤกษ์​ขนาดกลางที่แกนดาวยังคงรูปอยู่ได้เพราะแรงดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอนนั้น มวลของมันมีมากเกินกว่าจะยุบตัว​ลงเป็นดาวแคระขาว แต่ก็น้อยเกินกว่าจะหยุบตัวลงเป็นแกนเหล็ก แกนดาวประเภทนี้จะฟิวชั่น​ตัวเองไปจนกลายเป็นธาตุออกซิเจน นีออนและแมกนีเซียม ความไม่สเถียรและแรงโน้มถ่วง​ที่เพิ่มมากขึ้นทำให้อิเล็กตรอน​ถูกดักจับเข้ามาชนกับโปรตรอนเกิดเป็นนิวตรอนและอนุภาคนิวตริโน การรวมตัวนี้ทำให้จำนวนอิเล็กตรอนในแกนกลางลดหายไปเกือบทั้งหมด ความดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอนที่คอยต้านแรงโน้มถ่วง​จะหมดไปด้วยอย่างรวดเร็ว​ แรงโน้มถ่วงจะอัดแกนกลางของดาวลงเป็นดาวนิวตรอนในชั่วพริบตา และในทันใดนั้น​ก็จะมีการปลดปล่อย​พลังงานออกมาจากการยุบตัวของแกนดาวที่สุดแสนหนาแน่น เปล่งแสงสว่างและพลังงานมากกว่าที่ดาวฤกษ์​ดวงนั้นเคยผลิตมาตลอดชั่วชีวิต

ทีมงานตรวจพบซูเปอร์​โนวาประเภทที่สอดคล้องกับการดักจับ​อิเล็กตรอน​ด้วยกล้อง​โทรทรรศน์​อวกาศ​ฮับเบิล นั่นคือซูเปอร์​โนวา SN 2018zd ในกาแล็กซี​NGC 2146 ที่อยู่​ห่างออกไป 31 ล้านปีแสง​ และจากการค้นพบนี้ได้มีข้อสรุป​ที่ย้อนหลังไปอธิบายที่มาของซูเปอร์​โนวาที่ปรากฏ​ในปี ค.ศ.1054 จนมีหลักฐานในบันทึกประวัติศาสตร์​ของญี่ปุ่น​และจีนโบราณ ซุปเปอร์โนวา SN 1054,ที่เกิดขึ้นในครั้งนั้นมีความสว่างมากจนสามารถมองเห็นได้ในเวลากลางวันเป็นเวลา 23 วัน และในเวลากลางคืนเป็นเวลาเกือบสองปี ซากที่เหลือจากการระเบิดในครั้งนั้นกลายเป็น​ “เนบิวลาปู” ที่แสนสวย​งามในทุกวันนี้ ​(ตามภาพประกอบ​บทความ)​ และการค้นพบครั้งนี้ตอบคำถามถึงความแตกต่างของ SN 1054 กับซูเปอร์​โนวาอื่นที่มีบันทึกในก่อนหน้า​นั้น​และในเวลาต่อมา

ถือเป็น​การค้นพบครั้งสำคัญอีกครั้งในวงการดาราศาสตร์

ที่มาและ​เครดิต​ภาพ​ https://www-sciencedaily-com.translate.goog/releases/2021/06/210628114136.htm