แหล่งกำเนิดของการระเบิดด้วยคลื่นวิทยุเร็วที่เพิ่งตรวจพบคือ FRB 20240209A อยู่ในบริเวณชานเมืองอันห่างไกลของกาแลคซีทรงรีโบราณ ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 2 พันล้านปีแสง และมีมวลมากกว่า 100 พันล้านเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ซากดาวฤกษ์อายุน้อยที่นักทฤษฎีคิดว่าก่อให้เกิดการระเบิดของคลื่นวิทยุน่าจะหายไปนานแล้วในกาแลคซีอายุ 11.3 พันล้านปีนี้ รายละเอียดในการศึกษาเสริมสองเรื่องในจดหมายวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์การค้นพบนี้ได้ทำลายสมมติฐานที่ว่าการระเบิดของวิทยุเร็วนั้นมาจากบริเวณที่ก่อตัวดาวฤกษ์เท่านั้น
ภาพราศีเมถุนแสดงกาแลคซีต้นสังกัดของ FRB 20240209A (กากบาทสีฟ้า) และวงรีเฉพาะที่ เครดิตภาพ: ชาห์และคณะ. สอง: 10.3847/2041-8213/ad9ddc
“ทฤษฎีที่มีอยู่ทั่วไปคือการระเบิดของคลื่นวิทยุเร็ว (FRB) มาจากสนามแม่เหล็กที่ก่อตัวขึ้นจากซูเปอร์โนวาที่แกนกลางยุบตัว” Tarraneh Eftekhari นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยนอร์ธเวสเทิร์นกล่าว
“นั่นดูเหมือนจะไม่เป็นเช่นนั้นที่นี่ ในขณะที่ดาวมวลมากอายุน้อยจบชีวิตลงด้วยซูเปอร์โนวาที่แกนกลางยุบตัว เราไม่เห็นหลักฐานใด ๆ ของดาวอายุน้อยในกาแลคซีนี้”
ต้องขอบคุณการค้นพบครั้งใหม่นี้ ทำให้มีภาพที่แสดงให้เห็นว่า FRB ไม่ใช่ทุกอันที่มาจากดาวฤกษ์อายุน้อย
“อาจมีประชากรย่อยของ FRB ที่เกี่ยวข้องกับระบบเก่า”
“FRB ใหม่นี้แสดงให้เราเห็นว่าเมื่อคุณคิดว่าคุณเข้าใจปรากฏการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ จักรวาลก็หมุนรอบตัวและทำให้เราประหลาดใจ” Wen-fai Fong นักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Northwestern กล่าวเสริม
“ 'บทสนทนา' กับจักรวาลนี้เป็นสิ่งที่ทำให้สาขาดาราศาสตร์โดเมนเวลาของเราน่าตื่นเต้นอย่างไม่น่าเชื่อ”
FRB 20240209A ถูกค้นพบในเดือนกุมภาพันธ์ พ.ศ. 2567 โดยการทดลองการทำแผนที่ความเข้มของไฮโดรเจนของแคนาดา (CHIME)
FRB สว่างขึ้นและหายไปภายในเสี้ยววินาทีเป็นคลื่นวิทยุที่มีพลังสั้นๆ ที่สร้างพลังงานได้มากกว่าในการระเบิดครั้งเดียวอย่างรวดเร็วมากกว่าที่ดวงอาทิตย์ของเราปล่อยออกมาตลอดทั้งปี
แต่ FRB 20240209A ปะทุขึ้นมากกว่าหนึ่งครั้ง ระหว่างการระเบิดครั้งแรกในเดือนกุมภาพันธ์ถึงกรกฎาคม พ.ศ. 2567 แหล่งกำเนิดเดียวกันนี้ได้ผลิตพัลส์อีก 21 ครั้ง
หลังจากที่ทีมงานระบุตำแหน่งของ FRB แล้ว นักดาราศาสตร์ก็รีบใช้กล้องโทรทรรศน์ที่หอสังเกตการณ์ WM Keck และ Gemini เพื่อสำรวจสภาพแวดล้อมโดยรอบของเหตุการณ์
แทนที่จะค้นพบกาแลคซีอายุน้อย การสำรวจเหล่านี้เผยให้เห็นอย่างน่าประหลาดใจว่า FRB มีต้นกำเนิดที่ขอบของกาแลคซีใกล้เคียงอายุ 11.3 พันล้านปี ซึ่งอยู่ห่างจากโลก 2 พันล้านปีแสง
เพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับกาแลคซีโฮสต์ที่ไม่ธรรมดานี้ นักวิจัยได้ใช้คอมพิวเตอร์ประสิทธิภาพสูงในการจำลอง
พวกเขาพบว่ากาแลคซีนั้นส่องสว่างอย่างยิ่งและมีมวลมากอย่างเหลือเชื่อ ซึ่งมีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 100 พันล้านเท่า
“ดูเหมือนว่าจะเป็นกาแล็กซีโฮสต์ FRB ที่มีขนาดใหญ่ที่สุดในปัจจุบัน มันเป็นหนึ่งในกาแลคซีมวลมากที่สุดแห่งหนึ่ง” ดร.เอฟเตคารีกล่าว
แม้ว่า FRB ส่วนใหญ่กำเนิดได้ดีภายในกาแลคซีของมัน ผู้เขียนได้ติดตาม FRB 20240209A ไปยังบริเวณรอบนอกบ้านของมัน ซึ่งอยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซี 130,000 ปีแสงซึ่งมีดาวฤกษ์อื่นเพียงไม่กี่ดวง
“ในบรรดาประชากร FRB นั้น FRB นี้อยู่ห่างจากใจกลางกาแลคซีเจ้าบ้านมากที่สุด” Vishwangi Shah นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัย McGill กล่าว
“สิ่งนี้ทั้งน่าประหลาดใจและน่าตื่นเต้น เนื่องจาก FRB คาดว่าจะกำเนิดภายในกาแลคซี ซึ่งมักจะอยู่บริเวณกำเนิดดาว”
“ตำแหน่งของ FRB นี้ไกลออกไปนอกดาราจักรของมันทำให้เกิดคำถามว่าเหตุการณ์ที่มีพลังดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้อย่างไรในภูมิภาคที่ไม่มีดาวดวงใหม่เกิดขึ้น”
ทีมงานระบุว่า FRB 20240209A น่าจะมีต้นกำเนิดภายในกระจุกทรงกลมหนาแน่น
กระจุกดาวดังกล่าวมีแนวโน้มว่าจะเกิดสนามแม่เหล็กซึ่งอาจก่อตัวขึ้นผ่านกลไกอื่นๆ และเกี่ยวข้องกับดาวที่มีอายุมากกว่า รวมถึงการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวงหรือจากดาวแคระขาวที่ยุบตัวภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเอง
“ต้นกำเนิดกระจุกดาวทรงกลมสำหรับ FRB ที่เกิดซ้ำนี้เป็นสถานการณ์ที่เป็นไปได้มากที่สุดที่จะอธิบายว่าทำไม FRB นี้จึงตั้งอยู่นอกกาแลคซีเจ้าบ้าน” ชาห์กล่าว
“เราไม่ทราบข้อเท็จจริงว่ามีกระจุกทรงกลมอยู่ที่ตำแหน่ง FRB และได้ยื่นข้อเสนอให้ใช้กล้องโทรทรรศน์อวกาศเจมส์เวบบ์ของ NASA/ESA/CSA เพื่อติดตามผลการสำรวจตำแหน่ง FRB”
“ถ้าใช่ มันจะทำให้ FRB นี้เป็นเพียง FRB ตัวที่สองที่ทราบว่าอยู่ในกระจุกดาวทรงกลม ถ้าไม่เช่นนั้น เราจะต้องพิจารณาสถานการณ์แปลกใหม่ทางเลือกสำหรับต้นกำเนิดของ FRB”
“เห็นได้ชัดว่ายังมีพื้นที่การค้นพบที่น่าตื่นเต้นอีกมากมายเมื่อพูดถึง FRB และสภาพแวดล้อมของพวกเขาสามารถเป็นกุญแจสำคัญในการไขความลับของพวกเขาได้” ดร. Eftekhari กล่าว
-
ต. เอฟเตคารีและคณะ- 2025 กาแล็กซีโฮสต์ทรงรีขนาดมหึมาและเงียบสงบของการระเบิดของวิทยุเร็วซ้ำๆ FRB 20240209Aเอพีเจแอลในสื่อ; arXiv: 2410.23336
วิศวางกี ชาห์และคณะ- 2025. แหล่งกำเนิดคลื่นวิทยุระเบิดเร็วซ้ำๆ ในเขตชานเมืองของกาแล็กซีที่สงบนิ่งเอพีเจแอล979, L21; ดอย: 10.3847/2041-8213/ad9ddc
