กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) เผยภาพระบบดาวสามดวงหนึ่งเดียวในจักรวาล

กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ขององค์การนาซา บันทึกภาพระบบดาวสามดวงที่หาได้ยาก ซึ่งมีชื่อเล่นว่า เอเปป (Apep) ตามชื่อเทพเจ้าแห่งความโกลาหลของอียิปต์ ภาพถ่ายในช่วงอินฟราเรดกลางใหม่นี้แสดงให้เห็นวัตถุนี้ในลักษณะคล้ายตัวอ่อนแห่งจักรวาล (Cosmic embryo) ขนาดยักษ์ ที่ประกอบด้วยวงแหวนฝุ่นหมุนวนซ้อนกันอย่างวิจิตรบรรจง

ระบบดาวหายากที่มีดาววุลฟ์-ราเยตสองดวง

ระบบดาวเอเปปซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 8,000 ปีแสง มีความโดดเด่นไม่เหมือนใครเป็นระบบที่มี ดาวฤกษ์วุลฟ์-ราเยต (Wolf-Rayet - WR) ดาวมวลมากที่มีความร้อนสูงและไม่เสถียรอยู่ถึง 2 ดวง โดยดาว WR เหล่านี้จะปล่อยสิ่งที่เรียกว่าลมดาวฤกษ์ที่ทรงพลังพัดพาวัสดุจำนวนมหาศาลออกมา เผยให้เห็นภายในที่อุดมด้วยธาตุหนัก ซึ่งปกติแล้วกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรามีดาว WR เพียงประมาณ 1,000 ดวงเท่านั้น

ความพิเศษที่ทำให้เอเปปเป็นระบบหนึ่งเดียวในจักรวาล คือ การที่ดาววุลฟ์-ราเยตทั้ง 2 ดวงโคจรรอบกันและกัน คาบการโคจรที่ยาวนานถึง 190 ปี โดยไรอัน ไวท์ (Ryan White) นักศึกษาปริญญาเอกที่มหาวิทยาลัยแมคควอรี่ อธิบายว่า คาบการโคจรที่ยาวนานขนาดนี้หาได้ยากอย่างเหลือเชื่อ เนื่องจากระบบดาววุลฟ์-ราเยตคู่ที่มีฝุ่นปกคลุมส่วนใหญ่มักมีคาบการโคจรเพียง 2 ถึง 10 ปีเท่านั้น

ฝุ่นก้นหอยที่เผยประวัติศาสตร์ 700 ปี

วัสดุที่ถูกพัดออกมาจากลมดาวฤกษ์จะก่อตัวเป็นเนบิวลา โดยเฉพาะในระบบเอเปป เมื่อดาวฤกษ์วุลฟ์-ราเยต (Wolf-Rayet - WR) ทั้งสองโคจรเข้าใกล้กัน ลมดาวฤกษ์จะปะทะกันอย่างรุนแรง ทำให้เกิดฝุ่นหนาแน่นที่อุดมไปด้วยคาร์บอนและก่อตัวเป็นรูปทรงก้นหอย (Spiral shape) ในแต่ละรอบการโคจรซึ่งต้องใช้เวลา 25 ปี 

การค้นพบระบบเอเปปครั้งแรกในปี 2018 สามารถมองเห็นได้เพียงวงก้นหอยที่อยู่ด้านในสุดเท่านั้น แต่เครื่องมืออินฟราเรดกลาง (MIRI) ของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) ได้บันทึกภาพใหม่ที่แสดงให้เห็นถึง ชุดก้นหอยฝุ่นที่ซ้อนกัน ซึ่งหมายถึงการเข้าใกล้กันของดาวฤกษ์ถึงสี่ครั้งตลอดช่วง 700 ปีที่ผ่านมา 

ยีหนัว ฮาน (Yi Nuo Han) ผู้เขียนนำบทความการค้นพบครั้งนี้กล่าวว่า "การมองการสังเกตการณ์ใหม่ของเวบบ์ก็เหมือนกับการเดินเข้าไปในห้องมืดแล้วเปิดไฟ ทุกอย่างปรากฏให้เห็น" ภาพของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) แสดงให้เห็นว่าการปลดปล่อยฝุ่นเกิดขึ้นในรูปแบบที่ซ้ำซ้อนและสามารถคาดการณ์ได้

ซูเปอร์ไจแอนต์ยักษ์ใหญ่

ภาพถ่ายใหม่นี้ยังได้เผยการมีอยู่ของ ดาวดวงที่ 3 ซึ่งมีมวลมากกว่าดาวฤกษ์วุลฟ์-ราเยต (Wolf-Rayet - WR) ทั้งสองดวงด้วยซ้ำ โดยปกติดาว WR มีมวลประมาณ 10 ถึง 20 เท่าของดวงอาทิตย์ แต่ดาวคู่หูที่ 3 นี้เป็นดาวซูเปอร์ไจแอนต์ ที่มีมวลอยู่ระหว่าง 40 ถึง 50 เท่าของดวงอาทิตย์

การมีอยู่ของดาวมวลมากนี้ถูกเปิดเผยจากการที่มันมีปฏิสัมพันธ์กับลมดาวฤกษ์และฝุ่นจากดาว WR ทำให้เกิด ช่องว่าง (Cavity) ที่มีลักษณะคล้าย กรวย (Funnel) ในวงฝุ่นก้นหอยที่กำลังขยายตัว ซึ่งปรากฏให้เห็นอย่างชัดเจนในภาพถ่ายของกล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST)

จุดจบที่รุนแรงในอนาคต

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่า ดาวฤกษ์ทั้ง 3 ดวงนี้มีชะตากรรมร่วมกันที่จะระเบิดเป็นซูเปอร์โนวา โดยดาววุลฟ์-ราเยตทั้งสองอาจจะระเบิดและกลายเป็น ระเบิดรังสีแกมมา (Gamma-ray bursts) ทิ้งไว้เบื้องหลังเป็นหลุมดำที่มีมวลระดับดาวฤกษ์ ซึ่งจะโคจรไปรอบๆ ดาวนิวตรอนที่หลงเหลือจากการระเบิดของดาวซูเปอร์ไจแอนต์ในภายหลัง

การค้นพบนี้ตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal เมื่อวันที่ 19 พฤศจิกายนที่ผ่านมา และแสดงให้เห็นว่ากล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์ เวบบ์ (JWST) สามารถทำหน้าที่เหมือน เครื่องย้อนเวลาทางดาราศาสตร์ ที่เผยให้เห็นประวัติศาสตร์การสร้างฝุ่นที่เกิดขึ้นซ้ำ ๆ ตลอดหลายร้อยปีในอดีต ทำให้เราเข้าใจกลไกที่ซับซ้อนของระบบดาวหายากที่กำลังเดินไปสู่จุดจบอันรุนแรงในจักรวาล