นักดาราศาสตร์เผยต้นกำเนิดรังสีคอสมิคใจกลางทางช้างเผือก

 

นักดาราศาสตร์สามารถใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์ของ ESO และกล้องโทรทรรศน์รังสีเอกซ์จันทราไขปริศนาความลับในตัวเร่งอนุภาคของทางช้างเผือกได้ โดยชี้ให้เห็นว่ารังสีคอสมิคที่มาจากกาแล็กซี่ของเรานั้นถูกเร่งความเร็วในบริเวณเศษของดาวที่ระเบิดแล้ว

 

นับตั้งแต่นักบินอวกาศของโครงการอพอลโลรายงานว่าพบเห็นแสงประหลาดวาบขึ้นมา มองเห็นได้แม้แต่ในยามที่หลับตา จากนั้นมามนุษย์อย่างเราๆก็ได้ศึกษาที่มาของแสงนี้จนพบว่าเป็นรังสีคอสมิคนั่นเอง รังสีคอสมิคเป็นอนุมาคพลังงานสูงยิ่งยวดที่เดินทางจากนอกระบบสุริยะมาระดมพุ่งชนบรรยากาศของโลกเรา โดยขณะที่มาถึงโลกนั้น อนุภาคเหล่านี้ยังคงมีพลังงานสูงพอที่จะทำให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์เสียหายได้

 

รังสีจากห้วงอวกาศนี้มาจากแหล่งที่อยู่ใจกลางกาแลกซี่ของเราหรือที่เรียกว่าทางช้างเผือกนั่นเอง รังสีนี้ประกอบไปด้วยโปรตอนที่วิ่งด้วยความเร็วเกือบเท่าความเร็วแสงที่เป็นอัตราเร็วสูงสุดของเอกภพแล้ว โปรตอนเหล่านี้ถูกเร่งความเร็วขึ้นด้วยพลังงานที่สูงกว่าพลังงานที่ศูนย์วิจัย CERN ใช้เร่งอนุภาคมากมายมหาศาล

 

“นานมาแล้วที่เราคิดว่ามีตัวเร่งอนุภาคขนาดยักษ์ที่ก่อให้เกิดรังสีคอสมิคขึ้นในทางช้างเผือกของเรา และน่าจะอยู่บริเวณดาวที่ระเบิดแล้ว และจากการสำรวจของเราแล้วเราสามารถพิสูจน์ได้ว่าตัวเร่งที่ว่านี้คืออะไร” Eveline Helder จากสถาบันดาราศาสตร์ Utrecht แห่งมหาวิทยาลัย Utrecht ประเทศเนเธอร์แลนด์ หัวหน้าโครงการนี้เปิดเผย

 

“พูดได้เลยว่าตอนนี้เราสามารถยืนยันศูนย์กลางของบริเวณที่ใช้เร่งรังสีคอสมิคด้วยพลังงานสูงได้แล้ว” Jacco Vink เพื่อนร่วมงานของ Helder เสริม

 

นี่เป็นครั้งแรกที่ Helder, Vink และเพื่อนร่วมทีมสามารถหาวิธีการวัดที่สามารถไขปัญหาทางดาราศาสตร์ที่มีมายาวนานว่าการระเบิดของดาวสามารถสร้างอนุภาคที่ถูกเร่งจำนวนมากพอได้หรือไม่ เพื่อจะได้อธิบายจำนวนรังสีคอสมิคที่พุ่งชนบรรยกาศโลกต่อไป และสิ่งที่เกิดขึ้นนี้ก็บอกเราได้โดยตรงเลยว่าพลังงานที่หายไปจากแก๊สที่มาจากการระเบิดของดาวสูญหายไปเท่าไหร่ และถูกใช้เพื่อเร่งอนุภาคนี้เท่าไหร่

 

“เวลาดาวระเบิด หรือที่เราเรียกว่าซุปเปอร์โนว่า พลังงานของการระเบิดส่วนใหญ่นี้จะถูกใช้สำหรับเร่งอนุภาคให้มีพลังงานสูงยิ่งยวด พลังงานที่ใช้เร่งอนุภาคนี้มาจากความร้อนของแก๊ส” Helder กล่าว

 

ตอนนี้นักวิจัยกำลังจับตาดูซากของดาวที่ระเบิดไปแล้วเมื่อ 185 ปีก่อนคริสตกาลที่ได้รับการจดบันทึกโดยนักดาราศาสตร์ชาวจีน ซากของดาวนั้นมีชื่อเรียกว่า RCW 86 อยู่ห่างจากโลกของเขา 8,200 ปีแสงไปทางกลุ่มดาววงเวียน เพราะน่าจะเป็นซากการระเบิดของดาวที่เก่าแก่ที่สุดเท่าที่มีการจดบันทึกไว้

 

เมื่อทีมสำรวจใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดยักษ์ของ ESO แล้ว พวกเขาสามารถวัดได้ด้วยว่าแก๊สที่มาจากการระเบิดของดาวนั้นมีอุณหภูมิสูงเท่าไหร่ด้วย พวกเขายังสามารถวัดความเร็วของช็อกเวฟขณะที่ดาวระเบิดได้อีกด้วยโดยการใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์เอกซ์เรย์จันทราขององค์การ NASA เมื่อ 3 ปีก่อน จากการศึกษาพบว่าช็อกเวฟนี้เคลื่อนด้วยความเร็ว 10-30 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง คิดเป็นราว 1-3 เปอร์เซ็นต์ของอัตราเร็วแสง

 

ส่วนอุณหภูมิของแก๊สนั้นอยู่ที่ราวๆ 30 ล้านองศาเซลเซียส ซึ่งค่อนข้างร้อนเมื่อเทียบกับมาตรฐานของทุกวันนี้ แต่ก็ยังต่ำกว่าที่คาดไว้มาก เพราะตอนแรกคิดว่าอุณหภูมิน่าจะอยู่ที่ราวๆ 500 ล้านองศาเซลเซียสด้วยซ้ำ

 

“พลังงานที่หายไปนี่แหละคือสิ่งที่ทำให้เกิดรังสีคอสมิคขึ้นมา” Vink สรุปทิ้งท้าย

 

แปลจาก :