นักดาราศาสตร์ไทยร่วมทีมค้นพบ “พัลซาร์แมงมุมแม่ม่ายดำ” ดวงใหม่

ดร.ติณณ์ ทองมีอาคม และ ดร.อดิพล โพธิ์ศรีสม นักดาราศาสตร์จากสถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT) ได้ร่วมค้นพบพัลซาร์ชนิดพิเศษที่เรียกว่า "พัลซาร์แมงมุมแม่ม่ายดำ" (black-widow pulsar) ดวงใหม่ โดยพัลซาร์ดวงนี้มีชื่อว่า PSR J1544-2555 มีคาบการหมุนเร็วมากเพียง 2.4 มิลลิวินาที และมีคาบการโคจร 2.7 ชั่วโมง การค้นพบครั้งนี้เป็นส่วนหนึ่งของความร่วมมือระดับนานาชาติ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงความสามารถของนักวิจัยไทยในเวทีโลก

พัลซาร์ คืออะไร? และทำไมถึงเรียกว่า "แมงมุมแม่ม่ายดำ"

พัลซาร์ (pulsar) คือซากดาวที่หลงเหลือจากการที่ดาวฤกษ์มวลมากสิ้นอายุขัยและยุบตัวลงกลายเป็น "ดาวนิวตรอน" (neutron star) ดาวนิวตรอนเหล่านี้จะหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงมาก และมีสนามแม่เหล็กที่ทรงพลัง ปล่อยคลื่นวิทยุออกมาเป็นลำแสงคล้ายกับประภาคารที่หมุนได้ เมื่อเราสังเกตการณ์จากโลกด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ (radio telescope) เราจะได้รับสัญญาณคลื่นวิทยุเป็นจังหวะ ซึ่งพัลซาร์บางดวงนั้นหมุนเร็วมากจนคาบการหมุนสั้นเพียงระดับมิลลิวินาที เราจึงเรียกว่า "พัลซาร์มิลลิวินาที" (millisecond pulsar; MSP)

สำหรับ "พัลซาร์แมงมุม" (spider pulsar) นั้น เป็นคำที่ใช้อธิบายพัลซาร์ที่อยู่ในระบบดาวคู่ โดยที่พัลซาร์ได้ดูดกลืนหรือเป่ามวลจากดาวคู่ของมันออกไป คล้ายกับพฤติกรรมของแมงมุมแม่ม่ายดำตัวเมียที่กินคู่ของมันเอง นักดาราศาสตร์จึงแบ่งพัลซาร์ประเภทนี้ออกเป็นสองกลุ่มตามมวลของดาวคู่ ได้แก่

• พัลซาร์แมงมุมแม่ม่ายดำ (black-widow pulsar) มีมวลของดาวคู่น้อยกว่า 10% ของมวลดวงอาทิตย์
• พัลซาร์แมงมุมหลังแดง (redback pulsar) มีมวลของดาวคู่ตั้งแต่ 10% ถึง 50% ของมวลดวงอาทิตย์

เบื้องหลังการค้นพบครั้งสำคัญ

การค้นพบพัลซาร์ PSR J1544-2555 เป็นส่วนหนึ่งของโครงการ TRAPUM (TRAnsients And Pulsars with MeerKAT) ซึ่งเป็นการทำงานร่วมกันของนักดาราศาสตร์นานาชาติเพื่อค้นหาพัลซาร์โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT กล้องโทรทรรศน์วิทยุนี้ประกอบด้วยจานรับสัญญาณถึง 64 จาน กระจายอยู่กลางทะเลทรายในแอฟริกาใต้

ขั้นตอนการค้นหาเริ่มต้นจากการระบุตำแหน่งของพัลซาร์ที่อาจเป็นไปได้ด้วยรังสีแกมมาจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศ Fermi ของ NASA จากนั้นสังเกตลักษณะการแปรแสงด้วยอุปกรณ์ ULTRACAM จากกล้อง New Technology ของหอดูดาวท้องฟ้าซีกใต้แห่งยุโรป (ESO) ในประเทศชิลี และขั้นตอนสุดท้ายคือการยืนยันการค้นพบว่าเป็นพัลซาร์จริงด้วยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT การค้นพบครั้งนี้จึงตอกย้ำถึงความสำคัญของการศึกษาดาราศาสตร์แบบหลายความยาวคลื่น ทั้งคลื่นวิทยุ แสงที่ตามองเห็น และรังสีแกมมา

ปัจจุบัน นักดาราศาสตร์ทั่วโลกพบพัลซาร์แมงมุมแม่ม่ายดำเพียงประมาณ 50 ดวงเท่านั้น การค้นพบพัลซาร์ประเภทนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง เพราะช่วยให้เราเข้าใจฟิสิกส์พลังงานสูง ระบบดาวคู่ และวิวัฒนาการของพัลซาร์ได้ดียิ่งขึ้น

บทบาทของนักวิจัยไทยและอนาคตของดาราศาสตร์วิทยุในประเทศไทย

การศึกษาวิจัยดาราศาสตร์ในยุคปัจจุบันต้องอาศัยเครื่องมือที่มีความซับซ้อนและความร่วมมือระหว่างประเทศ กล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT ที่ใช้ในการค้นพบนี้เป็นต้นแบบของกล้อง SKA-Mid ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ Square Kilometre Array Observatory (SKAO) ที่กำลังจะกลายเป็นหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุที่ใหญ่ที่สุดในโลก

การที่นักวิจัยไทยมีส่วนร่วมในการค้นพบครั้งนี้ สะท้อนให้เห็นถึงบทบาทสำคัญของประเทศไทยในเวทีดาราศาสตร์ระดับโลก ปัจจุบัน ประเทศไทยได้มีการพัฒนาด้านดาราศาสตร์วิทยุอย่างต่อเนื่อง เช่น การสร้างหอสังเกตการณ์ดาราศาสตร์วิทยุแห่งชาติขนาด 40 เมตร ที่ อ.ดอยสะเก็ด จ.เชียงใหม่ และการร่วมมือกับนานาชาติในการวิจัยและพัฒนาอุปกรณ์ ซึ่งจะช่วยยกระดับวงการดาราศาสตร์ของไทยและสร้างบุคลากรที่มีความสามารถในอนาคต

ข้อมูลอ้างอิง: สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ (NARIT)