Naked-Eye Supernovae ในทางช้างเผือกตลอดประวัติศาสตร์มนุษย์

Supernova คือการระเบิดอันทรงพลังของดาวมวลสูงที่มาถึงขั้นสุดท้ายในวิวัฒนาการของพวกมัน พลังงานจำนวนมหาศาลถูกปล่อยออกมา ระหว่างการระเบิดในช่วงความยาวคลื่นที่หลากหลาย ทำให้เกิดความส่องสว่างของดาวที่ตายแล้วเพิ่มขึ้นอย่างกะทันหัน เหนือดาราจักรทั้งหมดที่มันอยู่ชั่วขณะหนึ่ง การระเบิดนี้เกิดจากการยุบตัวของแกนเหล็กของดาวมวลมากหรือการยุบตัวของดาวแคระขาวอย่างหายนะ หลังจากที่ได้มวลเพิ่มขึ้นจากดาวข้างเคียงมากพอจนเกินขีดจำกัด 
 
ซุปเปอร์โนวาถูกค้นพบมานานก่อนที่นักดาราศาสตร์จะตระหนักว่า หายนะอันน่าตื่นตาเหล่านี้เป็นเครื่องหมายการตายของดวงดาว คำว่า nova หมายถึง "ใหม่" ในภาษาละติน โดยการเกิดซุปเปอร์โนวามีบันทึกแรกย้อนหลังไปถึง 185 CE ก่อนมีกล้องโทรทรรศน์ เมื่อดวงหนึ่งสลัวเกินกว่าจะมองเห็นได้ด้วยตาเปล่าจู่ๆก็มีการระเบิดอันเจิดจ้า ตอนนั้นผู้สังเกตการณ์สรุปว่าต้องเป็นการเกิดดาวดวงใหม่ ขณะที่นักดาราศาสตร์ในศตวรรษที่ 20 จัดประเภทการระเบิดใหม่ด้วยความส่องสว่างมากที่สุดนี้เป็น Supernova 
  
จากบันทึกทางประวัติศาสตร์ของการระเบิดดังกล่าว จากการศึกษาเศษซากของซุปเปอร์โนวาในดาราจักรของเรา และจากการวิเคราะห์ซุปเปอร์โนวาในดาราจักรอื่น นักดาราศาสตร์ประเมินว่าโดยเฉลี่ยแล้ว การระเบิดซุปเปอร์โนวาหนึ่งครั้งเกิดขึ้นที่ไหนสักแห่งในดาราจักรทางช้างเผือกทุกๆ 25-100 ปี แต่น่าเสียดายตั้งแต่มีการประดิษฐ์กล้องโทรทรรศน์ ยังไม่มีการระเบิดซูเปอร์โนวาในกาแลคซีของเรา โดยครั้งสุดท้ายที่พบในทางช้างเผือกเกิดขึ้นในปี1604 ไม่กี่ปีก่อนการถือกำเนิดของดาราศาสตร์ด้วยกล้องส่องทางไกล

สำหรับการสังเกตการณ์การระเบิดของซุปเปอร์โนวาทางช้างเผือกนั้น เรายังคงต้องอาศัยการพบเห็นด้วยตาเปล่า โชคดีที่บันทึกช่วงแรกๆ มีซูเปอร์โนวาทางช้างเผือกที่น่าตื่นตาตื่นใจมากจนผู้สังเกตการณ์และนักประวัติศาสตร์ท้องฟ้ามองเห็นและบันทึกได้อย่างชัดเจน ซึ่งเราสามารถใช้บันทึกเหล่านี้ย้อนหลังไป 2000 ปี เพื่อช่วยระบุตำแหน่งของมัน และมองหาเศษของดาวเหล่านั้นในปัจจุบัน

RCW 86 
RCW 86 เป็นเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่สังเกตได้ที่เก่าแก่ที่สุดที่บันทึกไว้เมื่อเกือบ 2,000 ปีก่อน โดยในปี 185 นักดาราศาสตร์ชาวจีนบันทึกให้เป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ที่เรียกว่า "guest star" มันสามารถมองเห็นได้เป็นเวลา 8 เดือนก่อนจางหายไป เพียงพอที่นักดูท้องฟ้าในสมัยโบราณจะสังเกตเห็นและทำการสังเกตการณ์ซุปเปอร์โนวาที่รู้จักกันเป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ นอกจากนี้มีหลักฐานว่านักดาราศาสตร์ชาวโรมันก็เห็นเหตการณ์นี้ด้วย
  
ในยุคปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ได้ค้นพบซากของดาวที่ตายแล้วนี้อีกครั้ง จากการศึกษาใหม่เปิดเผยว่า RCW 86 เป็นซุปเปอร์โนวา Type Ia เกิดขึ้นหลังจากดาวฤกษ์ข้างเคียงได้ถ่ายสสารของตัวเองจำนวนมหาศาลซึ่งเป็นเหมือนการจุดระเบิดด้วยนิวเคลียร์แสนสาหัสลงบนดาวแคระขาว โดยภาพเอ็กซ์เรย์จากหอสังเกตการณ์ Chandra ของ NASA และหอสังเกตการณ์ XMM-Newton ของ ESA ที่เป็นสีฟ้า - สีเขียวรวมกันแสดงก๊าซระหว่างดาวที่ได้รับความร้อนถึงหลายล้านองศาโดยคลื่นกระแทกจากซุปเปอร์โนวา
  
ขณะที่ข้อมูลอินฟราเรดจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Spitzer และ WISE ของ NASA แสดงสีเหลือง-สีแดง เผยให้เห็นฝุ่นที่แผ่กระจายออกมาที่อุณหภูมิต่ำกว่าศูนย์หลายร้อยองศา ซึ่งอบอุ่นกว่าฝุ่นปกติในดาราจักรทางช้างเผือกของเรา RCW 86 อยู่ห่างออกไปประมาณ 8,000 ปีแสง ด้วยเส้นผ่าศูนย์กลาง ประมาณ 85 ปีแสง มันครอบครองพื้นที่ของท้องฟ้าในกลุ่มดาว Circinus ทางใต้ซึ่งใหญ่กว่าพระจันทร์เต็มดวงเล็กน้อย ภาพนี้รวบรวมในเดือน ต.ค.2011 
 
 
G347.3 - 0.5
สองศตวรรษต่อมาใน 393 AD ซุปเปอร์โนวาในกลุ่มดาวราศีพิจิกซึ่งปัจจุบันจัดอยู่ในหมวดหมู่ G347.3-0.5 ถูกมองเห็นได้บนท้องฟ้ายามค่ำคืนของโลกได้รับการบันทึกโดยนักดาราศาสตร์ชาวจีนในสมัยโบราณที่มีความเชี่ยวชาญในการจัดทำบันทึกเหตุการณ์ท้องฟ้าให้เป็นหนึ่งใน "guest star" นอกจากมีตำราประวัติศาสตร์จีนจำนวนหนึ่งอ้างอิงว่าเป็นอุกกาบาตที่คร่าชีวิตผู้คนในสมัยนั้นแล้ว ยังถูกเชื่อมโยงกับบันทึกของชาวโรมันว่าเป็นดาวฤกษ์ที่สว่างไสวบนท้องฟ้าประมาณ 393 AD ที่สามารถเห็นได้แม้ในตอนเที่ยง  
 
นักดาราศาสตร์ประเมินว่า G347.3-0.5 น่าจะสว่างพอๆ กับดาวพฤหัสบดี ดาวเคราะห์ที่ใหญ่ที่สุดในระบบสุริยะของเรา ซึ่งมองเห็นได้เป็นเวลาหลายเดือนก่อนจะเลือนหายไป ที่ผ่านมานักดาราศาสตร์ยังคงตามหาซากโนวาคลาสสิกนี้ จนช่วงปี 1975 จากการสังเกตการณ์ทางดาราศาสตร์ พบหลายเศษซากซุปเปอร์โนวาใกล้ตำแหน่งเดียวกับ G347.3-0.5 อย่างไรก็ตาม นักดาราศาสตร์พบว่ามีเพียงหนึ่งเดียวที่ใกล้เคียงและยังคงทำการศึกษาอยู่
  
จนในปี 1996 นักดาราศาสตร์พบซากซุปเปอร์โนวาใกล้ตำแหน่งเดียวกันอีกครั้งและให้ชื่อว่า RX J1713.7-3946 ครั้งนี้มีข้อเสนอแนะว่าน่าจะเป็นไปได้ สำหรับ G347.3-0.5 จากการศึกษาเมื่อแสดงผลการรวมข้อมูลในมุมมองที่กว้างขึ้นมากจากหอดูดาว Chandra X-ray ของ NASA และ XMM - Newton ของ ESA บ่งชี้ว่า ซุปเปอร์โนวาเป็นผลมาจากการยุบตัวของแกนกลางของดาวมวลมาก ซึ่งสอดคล้องกับซุปเปอร์โนวา Type II หรือ Ib ที่มีต้นกำเนิดที่มีมวล 15 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
 
 
SN 1006
 
 
ในปี 1006 มีดาวดวงใหม่ปรากฎขึ้นบนท้องฟ้าในตะวันออกกลาง ยุโรป เอเชีย และบางทีแม้แต่อเมริกาเหนือที่หลายคนเห็นเป็นลูกแก้วเรืองแสง นักดารา ศาสตร์บางคนยังแนะนำว่าศิลปะหินที่พบในอุทยาน White Tanks Regional Park ของรัฐแอริโซนาสามารถพรรณนาถึงการปรากฏตัวของ "ดาว" ใหม่นี้แม้ว่าพวกเขาจะไม่ทราบในตอนนั้น แต่ผู้สังเกตการณ์โบราณที่โชคดีเหล่านี้กำลังจ้องมองซูเปอร์โนวาที่สว่างที่สุดดวงหนึ่งที่เคยบันทึกไว้ ซึ่งตอนนี้จัดอยู่ในรายการเป็น SN 1006
 
ซูเปอร์โนวานี้เป็นคู่แข่งที่แข็งแกร่งสำหรับช่วงเวลาที่ดีที่สุดในการดูดาวในประวัติศาสตร์ของมนุษย์ มันถูกบันทึกไว้ในประวัติศาสตร์จีนให้เป็นหนึ่งใน "guest star" ที่สว่างไสวซึ่งระเบิดขึ้นสู่ท้องฟ้าของโลกในกลุ่มดาว Lupus และส่องแสงอยู่เป็นเวลาเกือบ 3 เดือน จากนั้นมันก็กลายเป็นสีขาวขึ้นเรื่อยๆ
จนจางลงและหายไป ตามรายงานของ NASA  SN 1006 น่าจะสว่างกว่าดาวศุกร์ วัตถุที่สว่างที่สุดในท้องฟ้ายามค่ำคืนของโลกประมาณ 16 เท่ายกเว้นดวงจันทร์ โดยความสว่างพอที่จะมองเห็นได้ในระหว่างวันมีขนาดประมาณที่ -7.5 
  
ปัจจุบัน การสังเกตการณ์ส่วนที่เหลือของ SN 1006 ครั้งล่าสุดจากหอ Chandra X-ray ระบุว่าเป็นซุปเปอร์โนวา Type Ia ที่เกิดขึ้นเมื่อดาวดวงหนึ่งในระบบดาวคู่กลายเป็นดาวแคระขาวและดูดสสารออกจากดาวข้างเคียงก่อนที่จะระเบิด ทั้งยังเผยให้เห็นการปลดปล่อยองค์ประกอบต่างๆเช่น เหล็ก ที่ก่อน หน้านี้ถูกกักไว้ภายในดาว รวมทั้งซิลิกอน ออกซิเจน และแมกนีเซียมในสนามเศษซาก ซึ่งในการสังเกตที่มากกว่า 8 วันด้วยกล้องโทรทรรศน์ Chandra ได้แสดงภาพเอ็กซ์เรย์ที่มีพลังงานต่ำ ปานกลาง และสูงกว่านั้นเป็นสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินตามลำดับ 
 
 
SN 1054: The Crab Nebula
 
 
ในปี 1054 ทั่วทั้งโลกได้รับการจัดดอกไม้ไฟจากท้องฟ้าเมื่อมีดาวดวงใหม่ปรากฏขึ้นในกลุ่มดาวราศีพฤษภ ซุปเปอร์โนวาซึ่งเริ่มแรกสว่างกว่าดวงจันทร์และค่อยๆ จางหายไปนี้เรียกว่า SN 1054 ได้รับการบันทึกโดยวัฒนธรรมโบราณหลายแห่งทั่วโลกที่อาจมองเห็นวัตถุที่สว่างไสวนี้ รวมถึงนักดาราศาสตร์ชาวจีนให้เป็นหนึ่งใน "guest star" การบันทึกที่น่าสนใจที่สุดบางส่วนยังมีอยู่ในภาพสกัดหินที่อุทยานแห่งชาติ Chaco Canyon และบริเวณโดยรอบในนิวเม็กซิโก
 
SN 1054 ถือว่ามีชื่อเสียงที่สุดในอดีตที่เกิดขึ้นในดาราจักรทางช้างเผือกอยู่ห่างออกไป 6500 ปีแสง ตามบันทึกของจีนและญี่ปุ่น ดาวดวงนี้สว่างกว่าดาวศุกร์ที่สว่างที่สุดประมาณ 4 เท่าหรือประมาณ mag -6 ซึ่งสว่างมากจนสามารถมองเห็นได้ในตอนกลางวันเป็นเวลา 23 วันและในเวลากลางคืนเกือบสองปี ภายหลังซุปเปอร์โนวาได้รับการกำหนดใหม่เป็นดาวแปรผัน CM Tauri หนึ่งในซุปเปอร์โนวาทางช้างเผือกของเราไม่กี่แห่งที่ได้รับสำรวจในอดีต โดยส่วนที่เหลือของซุปเปอร์โนวานี้ ปัจจุบันรู้จักกันในชื่อ Crab Nebula M1 ที่มีชื่อเสียงเช่นกัน
  
ภาพนี้รวบรวมได้จากการถ่ายภาพ 24 ภาพที่ถ่ายในปี 1999 และปี 2000 ด้วย WPFC 2 ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Hubble ของ NASA/ESA ซึ่งสีในภาพบ่งบอกถึงองค์ประกอบต่างๆ ที่ถูกขับออกระหว่างการระเบิด สีน้ำเงินหมายถึงออกซิเจนที่เป็นกลาง สีเขียวหมายถึงกำมะถันที่แตกตัวเป็นไอออนและสีแดงหมายถึงออกซิเจนที่แตกตัวแบบทวีคูณ

ทุกวันนี้ นักดาราศาสตร์สมัครเล่นยังคงมองเห็นเศษซากซุปเปอร์โนวานี้อยู่เป็นประจำ นักวิจัยคาดว่ามันน่าจะก่อตัวขึ้นจากซุปเปอร์โนวา Type II ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อสิ้นสุดอายุขัยของดาวมวลสูงเพียงดวงเดียวระเบิด สำหรับส่วนที่เหลือของ SN นี้ได้รับความสนใจจากนักดาราศาสตร์วิทยุและเอ็กซ์เรย์มากกว่าเศษซากอื่นๆ ซึ่งมันไม่เพียงมีพัลซาร์ที่ค่อนข้างสว่างด้วยความยาวคลื่นแสงเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวปล่อยที่ทรงพลังของทั้งคลื่นวิทยุและรังสีเอกซ์ด้วย
 
 
  3C58
 

เช่นเดียวกับเรื่องราวทางประวัติศาสตร์อื่นๆ แสงจากดาวฤกษ์ระเบิดที่ห่างออกไปราวหนึ่งหมื่นปีแสงนี้ได้มาถึงดาวฤกษ์ของเราในปี 1181 ซึ่งปัจจุบันรู้จักกันในชื่อซากซุปเปอร์โนวา 3C58 มันถูกมองเห็นโดยนักดาราศาสตร์ชาวจีนและญี่ปุ่นและบันทึกว่าเป็น "guest star" อย่างไรก็ตาม 3C58 มีอายุน้อยกว่า Crab Nebula เนื่องจากมีหลักฐานทางประวัติศาสตร์ชี้ให้เห็นอย่างชัดเจนถึงการเชื่อมโยงส่วนที่เหลือนี้กับซุปเปอร์โนวา SN 1181 

จากการสังเกตการณ์ใหม่ของหอดูดาว Chandra X-ray ของ NASA ได้เปิดเผยรายละเอียดที่น่าเหลือเชื่อเกี่ยวกับสิ่งที่หลงเหลืออยู่หลังจากการระเบิด โดยแสดงจุดศูนย์กลางของ 3C58 ที่ประกอบด้วยดาวนิวตรอนที่หมุนอย่างรวดเร็ว(พัลซาร์) ซึ่งล้อมรอบด้วยวงแหวนหนาหรือ torus ขณะที่พัลซาร์ยังคงยิงรังสีเอกซ์ที่แผ่ออกไปเป็นระยะทางหลายล้านล้านไมล์ และสร้างวงที่หมุนรอบดาวฤกษ์ที่ตายด้วยแม่เหล็กอย่างเหลือเชื่อ คุณสมบัติเหล่านี้คล้ายกับที่พบใน Crab Nebula จึงเป็นหลักฐานว่า 3C58 สามารถสร้างอนุภาคพลังงานสูงและสนามแม่เหล็กอันทรงพลังได้ ในภาพนี้สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน แสดงรังสีเอกซ์ต่ำ ปานกลาง และพลังงานสูงที่ตรวจพบ

แม้ว่าพัลซาร์ใน 3C58 ไม่สามารถมองเห็นได้โดยตรงในภาพนี้ แต่การมีอยู่ของมันได้รับการอนุมานจากการค้นพบของ Chandra ก่อนหน้านี้และการยืน ยันที่ความยาวคลื่นวิทยุของการเต้นเป็นจังหวะที่รวดเร็ว (66 มิลลิวินาที) การสังเกตในปัจจุบันยังให้หลักฐานที่ชัดเจนว่าพื้นผิวของพัลซาร์ 3C58 เย็นลงจนถึงอุณหภูมิที่น้อยกว่าหนึ่งล้าน °C เล็กน้อย ซึ่งเป็นเรื่องที่น่าประหลาดใจสำหรับนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์  3C58 จึงเป็นกรณีของฟิสิกส์สุดขั้วที่นักดารา ศาสตร์ไม่ค่อยเข้าใจนัก 
 
 
Cr.https://astronomy.com/news/2020/11/7-naked-eye-supernovae-throughout-human-history /Eric Betz  
Cr.https://www.scirp.org/journal/paperinformation.aspx?paperid=107638
Cr.http://www.scientificlib.com/en/Astronomy/Supernova/SN393.html 
Cr.https://www.smithsonianmag.com/smart-news/ancient-arabic-text-shines-light-massive-supernova-180958942/
Cr.https://academic.oup.com/book/8331/chapter-abstract/153980210?redirectedFrom=fulltext 

(ขอขอบคุณที่มาของข้อมูลทั้งหมดและขออนุญาตนำมา)
แสดงความคิดเห็น
โปรดศึกษาและยอมรับนโยบายข้อมูลส่วนบุคคลก่อนเริ่มใช้งาน อ่านเพิ่มเติมได้ที่นี่