ภาพเนบิวลาดาวเคราะห์ NGC 6302 และ NGC 7027 ในหลากหลายช่วงคลื่น จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ช่วยให้นักวิจัยศึกษากลไกความซับซ้อนของลำอนุภาคพลังงานสูง และกลุ่มแก๊สที่ฟุ้งกระจายออกมาจากใจกลางเนบิวลาทั้งสอง

stsci h p2031a f 2478x1094 (Small)

 

เนบิวลาดาวเคราะห์ (Planetary Nebula) คือ จุดจบของดาวฤกษ์มวลปานกลาง เมื่อการเผาไหม้ไฮโดรเจนที่ขับเคลื่อนปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันหยุดลง แกนกลางของดาวฤกษ์จะเสียเสถียรภาพและยุบตัวลงเข้าหาศูนย์กลาง แต่แรงยุบตัวยังไม่มากพอที่จะเอาชนะแรงดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอน (electron degeneracy pressure) ทำให้การยุบตัวหยุดลง กลายเป็น “ดาวแคระขาว” ในขณะเดียวกันเปลือกนอกและมวลสารของดาวจะหลุดออกและขยายตัวไปในอวกาศกลายเป็น “เนบิวลาดาวเคราะห์” 

ล่าสุด Joel Kastner จากสถาบันเทคโนโลยีโรเชสเตอร์นำทีมนักวิจัยรวบรวมข้อมูลภาพถ่ายเนบิวลา NGC 6302 และ NGC 7027 ในหลายช่วงความยาวคลื่น (multi-wavelength) จากกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิล ตั้งแต่ช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตใกล้ (near-ultraviolet) ไปจนถึงอินฟราเรดใกล้ (near-infrared) ซึ่งพบว่ามวลสารมีการแพร่กระจายออกไปในอวกาศอย่างรวดเร็วในช่วง 2-3 ทศวรรษที่ผ่านมา และพบหลักฐานที่อาจบ่งชี้ว่าเนบิวลานี้เกิดจากการชนกันของระบบดาวคู่ อีกทั้งยังเป็นเนบิวลาที่มีอายุน้อย ทำให้สามารถศึกษารายละเอียดได้อย่างชัดเจน

ข้อมูลหลายความยาวคลื่นของเนบิวลา NGC 6302 และ NGC 7027 ช่วยให้นักวิจัยพบว่าแต่ละช่วงคลื่นนอกจากจะช่วยระบุธาตุองค์ประกอบของแก๊สแล้ว ยังช่วยให้เห็นโครงสร้างโพรงช่องว่างขนาดใหญ่ เนื่องจากที่แกนกลางมีการปลดปล่อยอนุภาคพลังงานสูง จึงเกิดคลื่นกระแทก (shock wave) ที่คอยปัดเป่ามวลสารที่อยู่รอบ ๆ ออกไป 

นอกจากนี้ นักดาราศาสตร์สันนิษฐานว่า เนบิวลาทั้งสองเคยเป็นระบบดาวคู่ที่โคจรใกล้กันมาก ๆ มาก่อน ต่อมาอาจเกิดการชนกัน หรือเกิดการถ่ายเทมวลสารระหว่างดาว จึงก่อตัวเป็นจานแก๊สร้อนวนรอบดาว แล้วพ่นมวลสารจำนวนมากออกมาในทิศทางตรงกันข้ามอย่างชัดเจน ทำให้มีลักษณะรูปร่างที่ซับซ้อนกว่าเนบิวลาดาวเคราะห์ทั่ว ๆ ไป ทั้งนี้ นักดาราศาสตร์ยังไม่พบหลักฐานทางตรงที่สามารถยืนยันได้ว่า ที่ใจกลางของเนบิวลาเป็นดาวคู่จริงหรือไม่

 

NGC 6302 (The Butterfly Nebula)

stsci h p2031b m 2000x1778 (Small)

 

NGC 6302 หรือ “เนบิวลาผีเสื้อ” เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ที่อยู่ในกลุ่มดาวแมงป่อง (Scorpius) ห่างจากโลกประมาณ 2,500 – 3,800 ปีแสง เมื่อสังเกตในช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้จะพบแถบแก๊สคล้ายรูปตัว “S” (บริเวณพื้นที่สีส้มจากซ้ายล่างไปยังขวาบน) เป็นไอออนของเหล็ก คาดว่าเคยเป็นจานล้อมรอบดาวฤกษ์มาก่อน แล้วถูกเป่าให้กระเด็นออกจากดาวฤกษ์ จึงแพร่กระจายออกไปในทิศทางที่แตกต่างจากมวลสารโดยรอบ นอกจากนี้ บริเวณที่เป็นปีกของผีเสื้อมีอุณหภูมิสูงกว่า 20,000 องศาเซลเซียส และเคลื่อนที่ไปในอวกาศเร็วกว่า 960,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

NGC 7027 (The 'Jewel Bug' Nebula)

stsci h p2031d f 1764x1249 (Small)

 

NGC 7027 หรือ เนบิวลา Jewel Bug เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ที่อยู่ในกลุ่มดาวหงส์ (Cygnus) ห่างจากโลกประมาณ 3,000 ปีแสง ข้อมูลในช่วงคลื่นอัลตราไวโอเลตใกล้จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล แสดงให้เห็นการปลดปล่อยไอออนของธาตุเหล็ก สอดคล้องกับข้อมูลในช่วงคลื่นรังสีเอ็กซ์จากกล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทราเมื่อปี พ.ศ.2543 และ พ.ศ.2557  รูปร่างของเนบิวลาบ่งบอกว่า ดาวฤกษ์ที่อยู่ในกลางปลดปล่อยมวลสารออกมาหลายครั้ง มวลสารที่ถูกพ่นออกมาก่อน จะถูกพุ่งชนด้วยมวลสารที่พ่นออกมาทีหลัง  ซึ่งนักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถยืนยันได้ถึงสาเหตุที่ทำให้เกิดการปลดปล่อยมวลสารในลักษณะนี้ คาดว่าอาจเป็นการปลดปล่อยมวลสารของระบบดาวคู่ จึงทำให้เกิดความซับซ้อนมากยิ่งขึ้น

งานวิจัยเรื่อง "First Results from a Panchromatic HST/WFC3 Imaging Study of the Young, Rapidly Evolving Planetary Nebulae NGC 7027 and NGC 6302” ถูกตีลงในวารสารกาแล็กซี เมื่อวันที่ 15 มิถุนายน พ.ศ.2563 

 

เรียบเรียง : กฤษดา รุจิรานุกูล - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.

อ้างอิง : https://www.nasa.gov/feature/goddard/2020/hubble-provides-holistic-view-of-stars-gone-haywire

| Category: ข่าวดาราศาสตร์ | Hits: 226