ไขปริศนาจักรวาลกับฮับเบิล ตอนที่ 7: ดาวฤกษ์ระเบิดในเนบิวลาผ้าคลุมไหล่

กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลของ NASA / ESA ได้เปิดเผยความสวยงามแห่งหนึ่ง อยู่ในเนบิวลาผ้าคลุมไหล่ ซึ่งเป็นสิ่งที่หลงเหลือจากซูเปอร์โนวา คือปรากฏการณ์ดาวระเบิด เมื่อประมาณ 5 หมื่น–1 หมื่นปีที่แล้ว กล้องฮับเบิลแสดงให้เห็นความสวยงามของเศษซากกระจัดกระจายเป็นริ้วๆ อยู่ทั่วไป ที่เป็นผลมาจากหายนะในจักรวาล

ในตอนนี้เราจะมาเรียนรู้ปรากฏการณ์ที่รุนแรงที่สุดอย่างหนึ่งในเอกภพ นั่นคือ ซูเปอร์โนวา หรือดาวระเบิด เศษซากมากมายที่เกิดจากการระเบิดนี้ เราสามารถเห็นรายละเอียดได้อย่างที่ไม่เคยเห็นกันมาก่อนเลย จากภาพใหม่ที่เป็นผลงานของกล้องฮับเบิล

หลายคนนึกไม่ถึงว่า ดาวฤกษ์ที่ส่องแสงยามค่ำคืนนั้น มันไม่สามารถส่องแสงไปได้ตลอดกาล ช่วงชีวิตของดาวฤกษ์ขึ้นอยู่กับขนาดและมวลของมัน ถ้าดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่ มันจะมีอายุสั้นที่ดาวฤกษ์ส่องแสงได้ เพราะมีปฏิกิริยานิวเคลียร์เกิดขึ้นที่ใจกลางดวง ถ้าดาวฤกษ์มีขนาดใหญ่กว่าดวงอาทิตย์ของเรา เมื่อเชื้อเพลิงที่ทำให้เกิดปฏิกิริยานั้นหมดลง

มันจะยุบตัวลง หลังจากนั้นมันจะขยายตัวใหญ่ขึ้น จนระเบิดอย่างรุนแรง เราเรียกว่าซูเปอร์โนวา ซึ่งจะเกิดแสงสว่างเจิดจ้าเปล่งประกายออกมา สว่างกว่าแสงของดาวฤกษ์ทุกดวงในกาแล็กซีมารวมกัน

การระเบิดได้สาดกระจายฟองมหึมาออกไปโดยรอบ และที่ขอบของฟองเหล่านั้น เราพบเศษซากของสสารในดาวฤกษ์ที่ถูกสาดออกมาจากคลื่นกระแทกของแรงระเบิด สสารนี้เรืองแสงออกมา

มันมีสีสันลดหลั่นกันตามชนิดของก๊าซ ทำให้เรามองเห็นเนบิวลาพวกนี้ได้ นักดาราศาสตร์จึงเรียกสิ่งนี้ว่า ซากซูเปอร์โนวา (supernova remnant)

ปัจจุบันซากที่เหลือยังคงเห็นได้ต่อไปอีกยาวนาน แต่ปฏิกิริยาจากการระเบิดค่อยๆ จางหายไปแล้ว

นักดาราศาสตร์ได้หันกล้องฮับเบิลไปยังกลุ่มดาวหงส์ สังเกตเนบิวลาผ้าคลุมไหล่ที่อยู่ตรงส่วนปีกของหงส์ อยู่ห่างออกไป 1,500 ปีแสงจากโลก เนบิวลาผ้าคลุมไหล่นี้ บางทีเรียกว่า วงห่วงในกลุ่มดาวหงส์ (Cygnus Loop)

มันเป็นซากซูเปอร์โนวาที่น่าสังเกตมากที่สุดแห่งหนึ่ง บนฟากฟ้า วงห่วงนี้มีขนาดประมาณ 3 องศา เทียบได้กับดวงจันทร์ จำนวน 6 ดวง มาเรียงกัน

มันเป็นซากซูเปอร์โนวาที่น่าสังเกตมากที่สุดแห่งหนึ่ง บนฟากฟ้า วงห่วงนี้มีขนาดประมาณ 3 องศา เทียบได้กับดวงจันทร์ จำนวน 6 ดวง มาเรียงกัน

ที่น่าสังเกตมากอีกแห่งหนึ่งคือ เนบิวลาไม้กวาดแม่มด มีดาวฤกษ์สีน้ำเงิน ชื่อ ดับบ์ 52 ซิกนิ (dubbed 52 Cygni) ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับซูเปอร์โนวา เห็นได้ด้วยตาเปล่าในคืนที่ท้องฟ้าแจ่มใสในหน้าร้อน

กล้องฮับเบิลถ่ายพื้นที่เล็กๆ แบบโคลสอัพ มีกลุ่มควันแปลกประหลาด คล้ายพวยก๊าซของดาวฤกษ์ในอดีต ที่หลงเหลืออยู่ในกาแล็กซีทางช้างเผือก

นักวิทยาศาสตร์คาดว่า ซูเปอร์โนวา ดาวระเบิดนี้ เกิดขึ้นเมื่อประมาณ 5 หมื่น–1 หมื่นปีที่แล้ว ซึ่งเป็นไปได้ว่า ผู้คนในยุคก่อน คงได้เห็นและมีบันทึกปรากฏการณ์นี้ไว้ด้วย

สิ่งที่พวกเขาได้เห็น คือ ดาวฤกษ์สว่างเจิดจ้าขึ้นมาอย่างมาก สว่างประมาณดวงจันทร์เสี้ยวเลยทีเดียว

สายโยงใยของก๊าซในเนบิวลาผ้าคลุมไหล่นี้ เกิดจากพลังจากแรงระเบิดที่มีความเร็วสูงมาก ผลักดันเศษซากกระจายออกไปโดยรอบ เกิดเป็นระลอกคลื่นพลิ้วอยู่ด้านหน้า

ระลอกคลื่นนี้ ผลักดันเศษซากให้เคลื่อนที่ด้วยความเร็ว 6 แสนกิโลเมตรต่อชั่วโมง ทำให้ก๊าซบริเวณนั้นร้อนขึ้นเป็นล้านองศา ส่งผลให้สสารเหล่านี้มีลักษณะพิเศษขึ้นมา คือ เกิดการเรืองแสงเป็นสีสันต่างๆ

ภาพเนบิวลาผ้าคลุมไหล่จากกล้องฮับเบิล เป็นตัวอย่างอันโดดเด่นที่แสดงว่า เราสามารถเห็นปรากฏการณ์ที่อยู่ไกลหลายร้อยปีแสง ซึ่งอาจนำมาเปรียบเทียบกับสิ่งที่เห็นรอบตัวเราได้ คือมันดูคล้ายกับรูปแบบที่เกิดสลับไปมาระหว่างแสง และเงาที่เห็นเป็นระลอกพลิ้วอยู่ที่ก้นสระว่ายน้ำ เหมือนควันที่ล่องลอย หรือคล้ายแถบเมฆชั้นสูง

แล้วทำไมนักดาราศาสตร์จึงสนใจศึกษาซูเปอร์โนวา และเศษซากของมัน เหตุผลก็คือ ความรู้เรื่องนี้สำคัญอย่างยิ่ง เพื่อที่เราจะเข้าใจในความเป็นมาของกาแล็กซีทางช้างเผือก แม้จะมีดาวฤกษ์ที่จบชีวิตลงอย่างน่าตื่นตาแบบนี้ แค่เพียง 2-3 ดวงต่อ 1 ศตวรรษในกาแล็กซีของเรา

แต่การระเบิดของดาวฤกษ์ มีส่วนโดยตรงไม่มากก็น้อยในการก่อเกิดวัตถุธาตุทั้งหมดในเอกภพ รวมทั้งธาตุที่หนักกว่าเหล็ก เช่น ทองแดง ปรอท ทองคำ ไอโอดีน และตะกั่ว ที่เราเห็นอยู่ทั่วไปทุกวันนี้บนโลก ล้วนถูกหล่อหลอมขึ้นมาจากการระเบิดที่รุนแรงเมื่อหลายพันล้านปีที่แล้ว

เศษซากที่ขอบรอบนอกของการขยายตัวจากการระเบิด สุดท้ายแล้วมันจะไปรวมกับสสารอื่นๆ ในกาแล็กซี แล้วส่วนนี้จะกลายเป็นสสารเริ่มต้น ก่อเกิดดาวฤกษ์และดาวเคราะห์รุ่นใหม่ๆ ขึ้นมา รวมถึงการเกิดระบบสุริยะของเราด้วย

ดังนั้น ธาตุทางเคมีทั้งหลายที่เป็นองค์ประกอบสำคัญของดาวเคราะห์ต่างๆ โลก พืชพันธุ์ไม้ และสรรพสัตว์ทั้งหลาย รวมถึงทุกส่วนของตัวเรา ล้วนถูกสร้างขึ้นมาจากใจกลางดาวฤกษ์ยุคเก่าก่อนและจากซูเปอร์โนวา คือดาวระเบิด สีเขียวในต้นหญ้า และสีแดงในเลือด ซึ่งที่จริงก็คือละอองสีของเศษธุลีดวงดาว