ส่องดาวนิวตรอนชนกัน พบคลื่นความโน้มถ่วง แถมเจอ“ทองคำ”อุบัติกลางอวกาศ

นักวิทยาศาสตร์แถลงข่าวถ่ายทอดทั่วโลกเมื่อวันจันทร์ที่ 16 ตุลาคม พร้อมตีพิมพ์ผลวิจัยในวารสารชั้นนำหลายฉบับ ประกาศการตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงที่เกิดจากการชนกันของดาวนิวตรอน 2 ดวงได้เป็นครั้งแรก

การหลอมรวมของวัตถุที่มีมวลหนาแน่นยิ่งยวดทั้งสอง ทำให้เกิดทองคำ ทองคำขาว และโลหะหนักหลายชนิด

ห้องสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงด้วยแสงเลเซอร์ หรือไลโก ซึ่งตั้งอยู่ที่เมืองลีฟวิงสตัน มลรัฐลุยเซียนา ตรวจพบการชนกันดังกล่าวเมื่อ 17 สิงหาคมที่ผ่านมา ดาวนิวตรอนทั้งสองอยู่ในแกแล็กซี ชื่อ NGC 4993 มองเห็นได้ในกลุ่มดาวงูไฮดรา

ดาวทั้งสองชนกันเมื่อ 130 ล้านปีก่อน ทว่าแสงและคลื่นความโน้มถ่วงจากการชนเพิ่งเดินทางมาถึงโลก ทั้งคู่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ของเราประมาณ 10-20 % แต่มีขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางไม่เกิน 30 กม.

ดาวนิวตรอนเป็นซากหลงเหลือจากการระเบิดเป็นซูเปอร์โนวาของดาวฤกษ์ที่มีมวลมหาศาล เหตุที่เรียกว่าดาวนิวตรอนนั้นเป็นเพราะมวลอันหนาแน่นได้บีบอัดประจุโปรตรอนกับอิเล็กตรอนในอะตอมให้รวมกัน ทำให้ทั้งดวงดาวมีแต่อนุภาคนิวตรอน เนื้อสารของดาวประเภทนี้เพียงแค่หนึ่งช้อนชามีน้ำหนัก 1 พันล้านตัน

คลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเกิดจากการชนปะทะหรือการระเบิด จะส่งแรงกระเพื่อมผ่านกาล-อวกาศ ระลอกคลื่นที่ว่านี้เบาบางมากจึงตรวจจับได้ยาก ไลโกสามารถตรวจพบโดยตรวจวัดการกระทบกับแสงเลเซอร์ของคลื่นดังกล่าว

การชนกันของดาวนิวตรอนทั้งสองทำให้เกิดแรงระเบิดที่ทรงพลังยิ่งกว่าซูเปอร์โนวาถึง 1 พันเท่า การปะทุเช่นนี้เรียกว่า กิโลโนวา พลังงานอันมหึมาที่ปลดปล่อยออกมานั้น ทำให้เกิดธาตุหายาก เช่น ทองคำ ทองคำขาว ยูเรเนียม แคดเมียม

“ค่อนข้างชัดเจนว่า บรรดาธาตุหนักราวครึ่งหนึ่งในจักรวาลเกิดจากการชนกันแบบนี้” แพทริก ซัทตัน นักฟิสิกส์ของไลโก บอก

นอกจากทำให้เกิดคลื่นความโน้มถ่วงแล้ว นักวิจัยยังพบว่า การชนกันของดาวนิวตรอนปลดปล่อยรังสีแกมมาด้วย

การวิจัยครั้งนี้เป็นความร่วมมือระดับนานาชาติ รวมถึงทีมจากห้องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงของยุโรป ชื่อ เวอร์โก ในอิตาลี และกล้องโทรทรรน์ทั้งบนภาคพื้นและในอวกาศ เช่น กล้องฮับเบิลของนาซา

อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ นักฟิสิกส์ชาวเยอรมัน เสนอคำทำนายเรื่องคลื่นความโน้มถ่วงเป็นคนแรกตั้งแต่เมื่อกว่า 100 ปีก่อน ในเดือนตุลาคม นักวิจัยของไลโก 3 คนได้รับรางวัลโนเบลด้วยผลงานการตรวจพบคลื่นความโน้มถ่วงซึ่งเกิดจากการชนกันของหลุมดำ

นักวิจัยหวังว่า ข้อมูลจากการชนกันของดาวนิวตรอนจะเป็นประโยชน์ในการคำนวณอัตราความเร็วของการขยายตัวของจักรวาล ซึ่งจะไขปริศนาที่ว่า จักรวาลของเรามีอายุเท่าไร และมีมวลมากแค่ไหน.

- VoiceTV