6 มกราคม 2563 เว็บไซต์หอสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วง LIGO ยืนยันว่าสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่ตรวจพบเมื่อเดือนเมษายน 2562 เป็นผลมาจากดาวนิวตรอนชนกัน และพบว่ามวลผลลัพธ์หลังการชนมีค่ามากกว่าที่คาดการณ์ไว้

ภาพกราฟฟิกดาวนิวตรอนชนกัน
Credit: National Science Foundation/LIGO/Sonoma State University/A. Simonnet

“LIGO” หรือ “Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory” เป็นหอสังเกตการณ์ที่อาศัยหลักการแทรกสอดของแสงเลเซอร์ มีหน้าที่ตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงจากอวกาศ

หากยังจำกันได้ เมื่อเดือนกุมภาพันธ์ 2559 มีข่าวใหญ่สะเทือนวงการฟิสิกส์และดาราศาสตร์ คือ นักวิทยาศาสตร์สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงจากหลุมดำชนกันได้เป็นครั้งแรกในประวัติศาสตร์ นับเป็นอีกครั้งหนึ่งที่สามารถพิสูจน์ทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของอัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ได้สำเร็จ 

ตรวจจับดาวนิวตรอนชนกันได้เป็นครั้งแรก

หลังจากการค้นพบครั้งแรกก็มีการค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงจากหลุมดำชนกันเรื่อยมา จนกระทั่งเมื่อเดือนสิงหาคม 2560  LIGO ตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงของดาวนิวตรอนชนกันได้เป็นครั้งแรก รวมถึงสามารถตรวจจับ “แสง” ที่เกิดขึ้นหลังจากการชนกันได้อีกด้วย ทำให้ดาราศาสตร์แบบ “multi messenger” เป็นที่รู้จักมากขึ้น

ดาวนิวตรอนชนกันครั้งที่สอง 

ในครั้งนี้ แตกต่างออกไปจากครั้งแรก สัญญาณตรวจจับได้เมื่อวันที่ 25 เมษายน 2562  ในช่วงเวลาดังกล่าวมีเพียงหอสังเกตการณ์แห่งเดียวที่บันทึกสัญญาณได้ ทำให้ต้องใช้เวลาในการยืนยันนานกว่าทุกครั้ง รวมถึงไม่สามารถระบุทิศทางของแหล่งกำเนิดคลื่นได้อย่างชัดเจน จึงไม่สามารถใช้กล้องโทรทรรศน์ตรวจจับแสงที่อาจเกิดขึ้นตามมาได้ทัน

ล่าสุด ผลการวิเคราะห์ข้อมูลระบุว่าแหล่งกำเนิดคลื่นความโน้มถ่วงอยู่ห่างออกไปจากโลกประมาณ 500 ล้านปีแสง มวลรวมหลังการชนกันเท่ากับ 3.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์  นับว่าเป็นค่ามวลผลลัพธ์ที่สูงกว่าระบบดาวนิวตรอนทั่ว ๆ ไป กล่าวคือ ระบบดาวนิวตรอนคู่ภายในกาแล็กซีทางช้างเผือกมีมวลรวมไม่เกิน 2.9 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ จึงมีสมมติฐานใหม่ว่าอาจเป็นดาวนิวตรอนชนกับหลุมดำมวลน้อย 

อย่างไรก็ดี ทีมนักวิจัยเชื่อว่าเป็นผลจากดาวนิวตรอนชนกันมากกว่าที่จะเป็นหลุมดำ เนื่องจากหลุมดำมวลน้อยที่สุดที่เคยค้นพบมีมวล 3.8 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งมากกว่ามวลผลลัพธ์หลังการชนกันในครั้งนี้เสียอีก  

ปริศนาใหม่ที่ยังไม่สามารถอธิบายได้

โดยปกติแล้วระบบดาวนิวตรอนคู่เกิดจากระบบดาวฤกษ์มวลมาก 2 ดวงที่สิ้นอายุขัยลง วาระสุดท้ายแกนกลางยุบตัวกลายเป็นดาวนิวตรอน หรืออาจจะเกิดจากดาวนิวตรอนเดี่ยว 2 ดวง ดึงดูดกันและกันจนกลายเป็นระบบดาวคู่  แต่สำหรับระบบดาวนิวตรอนนี้อาจต้องใช้ทฤษฎีหรือแบบจำลองอื่น ๆ เพื่ออธิบายว่า กระบวนการใดที่ทำให้เกิดระบบดาวนิวตรอนคู่ลักษณะนี้ได้

อ้างอิง : https://www.ligo.caltech.edu/news/ligo20200106

เรียบเรียง : ธนกร อังค์วัฒนะ - เจ้าหน้าที่สารสนเทศดาราศาสตร์ สดร.