นักวิทย์พบซุปเปอร์โนวาดวงเดิม และจะมาให้เห็นอีกครั้งปี 2025 ผลจากปรากฎการณ์เลนส์โน้มถ่วง

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ เจมส์ เวบบ์ (James Webb Space Telescope ; JWST) พบซุปเปอร์โนวาดวงเดิมอีกครั้งที่เจอครั้งแรกในปี 2016 และมันจะปรากฎให้เราเห็นอีกรอบในปี 2035 นักวิทยาศาสตร์หวังว่าเหตุการณ์นี้จะช่วยตอบคำถามเกี่ยวกับอัตราการขายตัวของจักรวาล

ในปี 2016 กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลได้ถ่ายภาพกาแล็กซีที่มีชื่อว่า ‘MRG-M0138’ ซึ่งถูกปรากฎการณ์เลนส์โน้มถ่วง (Gravitational lensing) ยืดแสงของมันออกเป็น 5 จุด ภาพเหล่านั้นได้รับการวิเคราะห์ในอีก 2-3 ปีต่อมา โดยนักวิทยาศาสตร์พบว่ามันมีซุปเปอร์โนวาประเภท la ซ่อนอยู่

ซุปเปอร์โนวาประเภท la นั้นเกิดจากดาวแคระขาวระเบิดด้วย 2 สาเหตุคือมันอาจไปชนกับดาวอีกดวง หรืออาจขโมยสสารจากดาวฤกษ์ข้างเคียงมากพอจนระเบิดตัวเองไป สิ่งที่ทำให้มันมีความสำคัญก็คือ นักดาราศาสตร์ใช้ซุปเปอร์โนวาประเภทนี้วัดอัตราการขยายตัวของจักรวาลได้

และในปี 2023 นี้ JWST ก็ตรวจพบซุปเปอร์โนวานั้นอีกครั้ง ซึ่งอาจช่วยพวกเขาหาคำตอบกับสิ่งที่ขัดแย้งกันมานานในจักรวาลวิทยา นั่นคือ ค่าคงที่ของฮับเบิล(ที่เป็นนักดาราศาสตร์) หรือเรียกอีกอย่างได้ว่าอัตราการขยายตัวของจักรวาล

ปัญหาก็คือนักวิทยาศาสตร์วัดค่าคงที่ของฮับเบิลได้จาก 2 วิธี แต่มันกลับให้ผลลัพธ์ที่ไม่เท่ากัน! วิธีแรก พวกเขาวัดโดยผ่านการวิเคราะห์รังสีคอสมิกไมโครเวฟพื้นหลัง (CMB) ที่เหตุการณ์บิ๊กแบงทิ้งไว้ โดยได้ตัวเลขสุดท้ายออกมาคือจักรวาลขยายตัวด้วยความเร็ว 67.4 กิโลเมตร ต่อวินาที ต่อเมกะพาร์เซก (megaparsec เท่ากับระยะทาง 3.26 ล้านปีแสง)

ความหมายก็คือ ทุก ๆ วินาที ปริมาตราของอวกาศใด ๆ ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 3.26 ล้านปีแสงจะขยายตัวขึ้น 67.4 กิโลเมตร แต่ยังไงก็ตามซุปเปอร์โนวาประเภท la ก็สามารถวัดค่านี้ได้ด้วยเช่นกันเพราะพวกมันมีค่าความสว่าง ‘เท่ากัน’ แต่กลับกลายเป็นว่าวิธีซุปเปอร์โนวานี้ได้ตัวเลขออกมาเป็น 73.2 กิโลเมตรต่อวินาทีต่อเมกะพาร์เซก ซึ่งมากกว่าค่าที่วัดจาก CMB

ความแตกต่างนี้สร้างความหัวจะปวดให้กับนักวิทยาศาสตร์เรื่อยมาก แต่ซุปเปอร์โนวาจาก MRG-M0138 อาจไขปริศนานี้ได้เนื่องจากมันคือซุปเปอร์โนวาดวงเดียวกันที่ปรากฎออกมาต่างเวลากันเพราะการขยายตัวของจักรวาล เมื่อผู้เชี่ยวชาญคำนวนระยะเวลาที่แตกต่างกันกับระยะทางที่มันปรากฎอาจช่วยให้คำตอบที่ชัดเจนขึ้น

“เมื่อซุปเปอร์โนวาระเบิดหลังเลนส์โน้มถ่วง แสงของมันเดินทางมายังโลกด้วยเส้นทางที่แตกต่างกันหลายเส้นทาง” Justin Pierel จากสถาบันวิทยาศาสตร์กล้องโทรทรรศน์อวกาศ กล่าว “ด้วยการวัดความแตกต่างในช่วงเวลาที่ภาพซุปเปอร์โนวาปรากฎ เราก็จะสามารถวัดประวัติของอัตราการขยายตัวของเอกภพที่เรียกว่าค่าคงที่ฮับเบิล ซึ่งเป็นความท้าทายสำคัญในจักรวาลวิทยาปัจจุบัน”

ซุปเปอร์โนวาที่เกิดขึ้นหลังเลนส์โน้มถ่วงนั้นหาได้ยากยิ่ง ปัจจุบันรู้จักเพียงไม่ถึง 10 แห่งเท่านั้น ดังนั้นตัวอย่างนี้จึงมีคุณค่าอย่างยิ่ง และนักวิทยาศาสตร์คำนวนว่าซูปเปอร์โนวาจาก MRG-M0138 จะมาให้เราเห็นอีกครั้งในปี 2035

“ปกติซุปเปอร์โนวาเป็นสิ่งที่คาดเดาไม่ได้ แต่ในกรณีนี้ เรารู้ว่าจะต้องดูปรากฎการณ์ครั้งสุดท้ายของสิ่งนี้เมื่อใดและที่ไหน” Pierel บอก “การสำรวจด้วยรังสีอินฟราเรดประมาณปี 2035 จะช่วยตรวจจับปรากฎการณ์ครั้งสุดท้ายและส่งมอบการวัดค่าคงที่ของฮับเบิลแบบใหม่ที่แม่นยำ”

เราหวังว่า JWST จะยังใช้งานได้ดีต่อไปในอีก 12 ปีข้างหน้า

ที่มา

https://blogs.nasa.gov/…/supernova-encore-nasas-webb…/

https://www.iflscience.com/supernova-in-lensed-galaxy…

https://www.space.com/james-webb-space-telescope-second…

https://www.universetoday.com/…/webb-sees-a-supernova…/

Photo : NASA