Power of The Black Sun

" Let the future tell the truth, and evaluate each one according to his work and accomplishments. The present is theirs; the future, for which I have really worked, is mine. "

"ให้อนาคตเป็นเครื่องบอกความจริงของคนๆหนึ่ง โดยพิจารณาจากสิ่งที่คนๆนั้นทำเเละความสำเร็จที่คนๆนั้นได้รับ ปล่อยให้ปัจจุบันเป็นเรื่องของพวกเขา ส่วนอนาคต ซึ่งผมตั้งใจทำมันอย่างจริงจัง คืองานของผม "
............................................................................................

วันพุธที่ 15 มิถุนายน พ.ศ. 2554

ดาวดับ ตอนที่ 3

สำหรับตอนนี้เราจะกล่าวถึงเรื่องราวของโนวาเเละซุปเปอร์โนวา เพราะมันเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นก่อนดาวดับ สำหรับในตอนนี้เราจะพูดเรื่องของโนวาก่อน โนวา (nova) คือการระเบิดนิวเคลียร์คาตาสิสมิค (cataclysmic nuclear explosion) ที่เกิดจากการสะสมตัวของไฮโดรเจนที่พื้นผิวของดาวเเคระขาวซึ่งเป็นสาเหตให้เกิดปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันขึ้นอีกครั้ง โดยที่โนวาจะมีความเเตกต่างจาก ซุปเปอร์โนวา (supernova) เเละ/หรือ โนวาสว่างสีเเดง (luminous red novae)

ถ้าดาวเเคระขาว (dwarf white) เป็นระบบดาวคู่ เเละมีดาวฤกษ์ที่เป็นเพื่อนโคจรอยู่เคียงข้างกันโคจรล้ำจุดที่เรียกว่า โรเชอร์ โลบ (Roche lobe) ดาวเเคระขาวจะดึงเอาเเก๊สที่อยู่ในชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ที่โคจรอยู่ข้างๆมาใช้ โดยที่ดาวฤกษ์ที่อยู่ข้างๆอาจเป็นดาวเเคระขาวอาจเป็นดาวฤกษ์ที่จัดอยู่ในกลุ่มเดียวกัน หรือดวงหนึ่งกำลังจะขยายขนาดกลายเป็นดาวยักษ์เเดง เเก๊สที่ดาวเเคระขาวจับได้โดยพื้นฐานเเล้วจะเป็นไฮโดรเจนกับฮีเลียม ซึ่งเเก๊สสองชนิดนี้เป็นธาตุพื้นฐานของจักรวาล เเก๊สจะถูกอัดบนพื้นผิวของดาวเเคระขาวด้วยเเรงโน้มถ่วงที่เข้มข้นของมัน ขณะที่เเก๊สถูกอัดเข้าสู่ด้านในเเก๊สดังกล่าวมีความดันเเละอุณหภูมิสูงขึ้นมาก จากการที่เเก๊สของดาวเเคระขาวร่อยหรอมาก ดังนั้นเเก๊สที่ถูกดูดอัดเข้ามาที่ผิวของดาวเเคระขาวจะไม่ทำให้ดาวเเคระขาวพองตัวขยายขนาด เมื่อเเก๊สต่างๆถูกอัดตัวบนพื้นผิวของดาวเเคระขาวจนมีอุณหภูมิสูงขึ้นถึง 20 ล้านเคลวิน ปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันจะเกิดขึ้นอีกครั้ง
ไฮโดรเจนจะทำปฏิกิริยานิวเคลียร์ตามวัฎจักร CNO

ในระบบดาวคู่เกือบทั้งหมดจะมีการใช้ไฮโดรเจนในปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันอย่างรวดเร็ว เเละในอัตราที่ไม่คงที่ ในการเปลี่ยนเเก๊สไฮโดรเจนจำนวนมากไปเป็นธาตุที่หนักกว่า พลังงานปริมาณมหาศาลจะถูกปล่อยออกมาจากกระบวนการเเละมีการพ่นเเก๊สส่วนที่ตกค้างออกมาจากพื้นผิวของดาวเเคระขาวซึ่งทำให้เกิดเเสงสว่างจากการระเบิดออกที่สว่างไสว ซึ่งความสว่างสูงสุดของมันถูกจัดให้อยู่ในกลุ่มโนวา หลังจากความสว่างจ้าของมันถึงจุดสูงสุดเเล้วมันจะค่อยๆลดลงอย่างคงที่ ระยะเวลาที่ความสว่างของมันลดลง 2 ถึง 3 เเมกนิจูดจะถูกใช้ในการจำเเนกชนิดของโนวาได้อีก โดยจำเเนกเป็นโนวาเเบบเร็วเเละช้า โดยที่โนวาเเบบเร็วจะใช้เวลา 25 ในการลดความสว่างลง 2 เเมกนิจูด ในขณะที่โนวาเเบบช้าจะใช้เวลาถึง 80 วัน

เเม้ว่าการระเบิดของมันจะรุนเเรง เเต่วัตถุดิบที่โนวาพ่นออกมานั้นมีเพียงเเค่ 1 ใน 1000 ของมวลของดวงอาทิตย์ เเละมีปริมาณที่น้อยมากเมื่อเทียบกับมวลของดาวเเคระขาว เเละยิ่งไปกว่านั้นมันใช้มวลเพียงเเค่ 5 เปอร์เซนต์ที่ดึงมาได้ในการระเบิด เเต่อย่างไรก็ตามพลังงานจากการระเบิดก็มีมากพอที่จะเร่งสสารจากการระเบิดให้มีความเร็วที่พุ่งออกมามากเท่ากับหลายพันกิโลเมตรต่อวินาที (ซึ่งโนว่าเเบบเร็วจะมีความเร็วของสสารที่พ่นออกมามากกว่าโนวาเเบบช้า)ในขณะเดียวกันความสว่างของมันจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากไม่กี่เท่าของความสว่างของดวงอาทิตย์เป็น 50,000 - 100,000 เท่าของความสว่างของดวงอาทิตย์ ในปี ค.ศ. 2010 นักวิทยาศาสตร์ได้การค้นพบอันน่าตื่นเต้นเป็นครั้งเเรกโดยใช้กล้องโทรทัศน์อวกาศรังสีเเกมม่าเฟอร์มิ (Fermi Gamma-ray Space Telescope) พบว่าโนวาสามารถปล่อยรังสีเเกมม่าที่มีพลังงานมากกว่า 100 เมกะอิเล็คกตรอนโวลท์ออกมาด้วย

ได้มีการเสนอว่าควรจะมีการระเบิดของฮีเลียมโนวา (helium nova) ซึ่งเป็นโนวาที่ไม่มีเส้นเเถบสเปคตรัมของไฮโดรเจน ซึ่งมีสาเหตุมาจากเป็นการระเบิดของเปลือกของดาวเเคระขาว ซึ่งการเเนวคิดดังกล่าวถูกเสนอครั้งเเรกโดย คาโตะ ไซโอะ เเละฮาชิสุ (Kato Saio and Hachisu) ในปี ค.ศ. 1989 ซึ่งหลังจากนั้นก็มีการค้นพบฮีเลียมโนวาขึ้นเป็นครั้งเเรกในปี ค.ศ. 2000 โดยฮีเลียมโนวานี้มีชื่อว่า V445 Puppis เเละหลังจากนั้นการระเบิดโนวาที่พบต่อมาอีกสี่ครั้งเป็นฮีเลียมโนวาทั้งหมด

ดาวเเคระขาวมีศักยภาพในการทำให้เกิดโนวาได้หลายต่อหลายครั้งตราบเท่าที่มีการเติมเชื้อเพลิงไฮโดรเจนให้กับมันจากดาวคู่หูที่โคจรอยู่ข้างๆ ยกตัวอย่างเช่นดาว RS Ophiuchi ซึ่งเป็นที่ทราบกันดีว่ามันเกิดระเบิดโนวามาเเล้วหกครั้ง ในปี ค.ศ. 1898 1933 1958 1967 1985 เเละ 2006 เเละสุดท้ายคาดว่ามันสามารถจะระเบิดเป็นซุบเปอร์โนวาชนิด Ia ได้ถ้ามันมีมวลเกินขีดจำกัดของจันทรสิกขา (Chandrasekhar limit)




รูปภาพเเสดงการดึงมวลของดาวคูหูมาใช้ในการเกิดโนวา
ของดาวเเคระขาว






คำศัพท์ทางเทคนิคที่คนธรรมดาทั่วไปอาจไรู้เเละจะมีการขยายความอธิบายต่อไปได้เเก่
1. การระเบิดคาตาสิสมิค
2. ดาวเเคระขาว
3. โนวาสว่างสีเเดง
4. โรเชอ โลบ
5. ขีดจำกัดของจันทรสิกขา

ไม่มีความคิดเห็น:

แสดงความคิดเห็น