เนบิวลาปู .. ซากซูเปอร์โนวาและเนบิวลาลมพัลซาร์ในกลุ่มดาววัว
เนบิวลาปู ภาพจาก NASA/ESA
เนบิวลาปูในช่วงคลื่นอินฟาเรด โดย กล้องโทรทรรศน์อวกาศสปิตเซอร์
เนบิวลาปู (บัญชีการตั้งชื่อ M1, NGC 1952 หรือ Taurus A) เป็นซากซูเปอร์โนวาและเนบิวลาลมพัลซาร์ในกลุ่มดาววัว เนบิวลานี้ได้รับการสังเกตโดยจอห์น เบวิส ในปี พ.ศ. 2274 ซึ่งสอดคล้องกับการบันทึกเหตุการณ์ซูเปอร์โนวาสว่าง โดยนักดาราศาสตร์ชาวจีนและชาวอาหรับใน พ.ศ. 1597
ที่ระดับรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาสูงกว่า 30 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ เนบิวลาปูเป็นแหล่งพลังงานที่เข้มที่สุด บนท้องฟ้ามาอย่างต่อเนื่อง โดยสามารถวัดฟลักซ์ได้ถึงสูงกว่า 1012 อิเล็กตรอนโวลต์ เนบิวลาปูตั้งอยู่ห่างจากโลก 6,500 ปีแสง (2 กิโลพาร์เซก) มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 11 ปีแสง (3.4 พาร์เซก) และขยายตัวในอัตรา 1,500 กิโลเมตรต่อวินาที
ณ ใจกลางเนบิวลาปูเป็นที่อยู่ของพัลซาร์ปู ดาวนิวตรอนขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 28-30 กิโลเมตร ซึ่งปลดปล่อยรังสีตั้งแต่รังสีแกมมาไปจนถึงคลื่นวิทยุด้วยอัตราการหมุน 30.2 รอบต่อวินาที เนบิวลาปูเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์วัตถุแรก ที่สามารถระบุได้จากการระเบิดซูเปอร์โนวาในประวัติศาสตร์
เนบิวลานี้ทำตัวเสมือนหนึ่งแหล่งกำเนิดรังสี สำหรับการศึกษาเทห์ฟากฟ้าที่เคลื่อนผ่านตัวมัน ในช่วงปีพ.ศ. 2493 และ 2512 มีการทำแผนภูมิโคโรนาของดวงอาทิตย์ขึ้น จากการเฝ้าสังเกตคลื่นวิทยุจากเนบิวลาปูที่ผ่านชั้นโคโรนาไป และในปี พ.ศ. 2546 เราสามารถวัดความหนาของชั้นบรรยากาศของดวงจันทร์ไททัน ดาวบริวารของดาวเสาร์ได้จากการที่ชั้นบรรยากาศนี้กีดขวางรังสีเอกซ์จากเนบิวลา
บางครั้งเนบิวลาปูก็ถูกเรียกชื่อว่า เมสสิเยร์ 1 หรือ M1 คือเป็นวัตถุแรกในรายการวัตถุท้องฟ้าของเมสสิเยร์ในปี พ.ศ. 2301
จุดกำเนิด
การกำเนิดของเนบิวลาปูมีความเกี่ยวพันกับซูเปอร์โนวา SN 1054 ซึ่งได้รับการบันทึกโดยนักดาราศาสตร์ชาวจีน และชาวอาหรับใน พ.ศ. 1597 ส่วนตัวเนบิวลาเองถูกสังเกตพบเป็นครั้งแรกโดย จอห์น เบวิส ในปี พ.ศ. 2271 เนบิวลาได้รับการค้นพบอีกครั้งหนึ่งต่างหากในปี พ.ศ. 2301 โดย ชาลส์ เมสสิเยร์
ระหว่างที่เขากำลังสังเกตดูดาวหางสว่าง เมสสิเยร์ได้บันทึกเนบิวลาปูไว้เป็นลำดับแรก ในรายการวัตถุท้องฟ้าของเขา ว่าเป็นวัตถุคล้ายดาวหาง เอิร์ลแห่งรอสส์ได้สังเกตเนบิวลาที่ปราสาทเบอร์ ในช่วงปีพ.ศ. 2383-2392 และเรียกเนบิวลาดังกล่าวว่า "เนบิวลาปู" เนื่องจากเนบิวลาที่เขาวาดนั้นมีรูปร่างคล้ายปู
ในช่วงต้นคริสต์ศตวรรษที่ 20 การวิเคราะห์ภาพถ่ายในช่วงแรกของเนบิวลาต้องใช้เวลาหลายปี จึงสามารถระบุได้ว่าเนบิวลากำลังขยายตัว ซึ่งเมื่อติดตามการขยายตัวของเนบิวลาดูแล้ว ก็ทำให้ทราบว่าเนบิวลาปูจะต้องมองเห็นได้จากโลกเมื่อราว 900 ปีก่อน
สอดคล้องกับการบันทึกในประวัติศาสตร์ ที่ว่ามีดาวส่องสว่างพอที่จะเห็นได้ในตอนกลางวัน และได้รับบันทึกไว้บริเวณส่วนเดียวกัน ของท้องฟ้าโดยนักดาราศาสตร์ชาวจีน และชาวอาหรับใน พ.ศ. 1597
เมื่อคำนึงถึงระยะห่างอันไกลโพ้น "ดาวอาคันตุกะ" ที่มองเห็นได้ในเวลากลางวันนี้ จะเป็นได้แต่เพียงซูเปอร์โนวาเท่านั้น ซึ่งเป็นการระเบิดครั้งใหญ่ของดาวฤกษ์ ที่เผาผลาญเชื้อเพลิงพลังงาน จากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชั่นจนหมด และยุบตัวลงในที่สุด
การวิเคราะห์บันทึกประวัติศาสตร์เมื่อไม่นานมานี้ ค้นพบว่าซูเปอร์โนวาซึ่งให้กำเนิดเนบิวลาปูนั้น ปรากฏขึ้นในช่วงเดือนเมษายนหรือต้นเดือนพฤษภาคม และมีความสว่างเพิ่มขึ้นสูงสุดระหว่างโชติมาตรปรากฏ -7 และ -4.5 (สว่างกว่าวัตถุใด ๆ บนท้องฟ้ากลางคืนยกเว้นดวงจันทร์) ในเดือนกรกฎาคม
ซูเปอร์โนวาสามารถเห็นได้ด้วยตาเปล่า เป็นเวลากว่าสองปีนับจากการสังเกตครั้งแรก และเนื่องจากการบันทึกการสังเกตของนักดาราศาสตร์ชาวจีนและชาวอาหรับ เนบิวลาปูจึงเป็นวัตถุทางดาราศาสตร์วัตถุแรก ที่ได้รับรองว่าเชื่อมโยงกับซูเปอร์โนวา
ลักษณะทางกายภาพ
ในคลื่นที่ตามองเห็น เนบิวลาประกอบด้วยมวลของเส้นใยทรงรีกว้าง ยาว 6 ลิปดาและกว้าง 4 ลิปดา (เทียบกับจันทร์เพ็ญที่มีเส้นผ่านศูนย์กลาง 30 ลิปดา) ล้อมรอบบริเวณใจกลางสีน้ำเงิน ที่กระจายตัวออก ส่วนในสามมิติคาดว่า เนบิวลาปูจะมีรูปร่างคล้ายทรงคล้ายทรงกลมแบนข้าง เส้นใยที่เห็นเป็นซากที่เหลือ จากชั้นบรรยากาศของดาวฤกษ์ต้นกำเนิดซูเปอร์โนวา
ส่วนใหญ่ประกอบด้วยฮีเลียมและไฮโดรเจนไอออน ตลอดจนคาร์บอน ออกซิเจน ไนโตรเจน เหล็ก นีออน และซัลเฟอร์ อุณหภูมิของเส้นใยอยู่ที่ระหว่าง 11,000-18,000 เคลวิน และความหนาแน่นของมันอยู่ที่ 1,300 อนุภาคต่อตารางเซนติเมตร
ในปี พ.ศ. 2496 ไอโอซิฟ ชคล็อฟสกีเสนอว่า บริเวณการกระจายตัวสีน้ำเงินนั้นส่วนมากเกิดจากการแผ่รังสีซิงโครตรอน ซึ่งมีการปล่อยรังสีออกไปเป็นแนวโค้ง ของอิเล็กตรอนที่มีความเร็วสูงเกือบครึ่งหนึ่งของอัตราเร็วของแสง
สามปีให้หลัง ทฤษฎีดังกล่าวได้รับการพิสูจน์จากการสังเกต ในช่วงคริสต์ทศวรรษ 1960 มีการค้นพบว่าแหล่งกำเนิดอิเล็กตรอนแนวโค้งนั้นเป็นสนามแม่เหล็กเข้ม สร้างจากดาวนิวตรอนซึ่งอยู่ใจกลางเนบิวลา
ระยะห่าง
ถึงแม้ว่าเนบิวลาปูจะเป็นที่สนใจ ของบรรดานักดาราศาสตร์อย่างมาก แต่ระยะห่างจากโลกของมัน ยังคงเป็นปริศนาเนื่องจากวิธีการที่ใช้ในการประมาณระยะห่างยังไม่ชัดเจน จนถึงปี พ.ศ. 2551 จึงได้ข้อสรุปที่เห็นตรงกันว่ามันอยู่ห่างจากโลก 2.0 ± 0.5 กิโลพาร์เซก (6.5 ± 1.6 ปีแสง)
เนบิวลาปูกำลังขยายตัวออกไปด้วยอัตราเร็ว 1,500 กิโลเมตรต่อวินาทีภาพถ่ายเมื่อหลายปีก่อนแสดงให้เห็นถึงการขยายตัวอย่างช้า ๆ ของเนบิวลา และเมื่อเปรียบเทียบการขยายตัวเชิงมุม กับสเปกโทรสโคปีซึ่งวัดจากอัตราเร็วในการขยายตัวของมัน
ทำให้สามารถประมาณระยะห่างจากโลก ของเนบิวลาปูได้ ในปี พ.ศ. 2516 การวิเคราะห์จากหลายวิธีที่แตกต่างกัน ซึ่งใช้เพื่อคำนวณระยะห่างไปยังเนบิวลาได้ข้อสรุปว่าอยู่ที่ราว 6,300 ปีแสง ขนาดของเนบิวลาด้านที่ยาวที่สุดซึ่งมองเห็นได้ วัดได้ราว 13 ± 3 ปีแสง
เมื่อย้อนไปยังการขยายตัวอย่างต่อเนื่องนับตั้งแต่เนบิวลาก่อตัวขึ้นหลายทศวรรษหลังปี พ.ศ. 1597 จึงประมาณได้ว่าความเร็วในการขยายตัวของมัน เพิ่มขึ้นนับแต่การระเบิดของซูเปอร์โนวา เชื่อว่าความเร่งดังกล่าวเกิดจากพลังงานจากพัลซาร์ ซึ่งส่งถ่ายให้กับสนามแม่เหล็กของเนบิวลา ซึ่งขยายตัวและบังคับให้เส้นใยของเนบิวลาพุ่งออกไป
มวล
การประมาณค่ามวลทั้งหมดของเนบิวลา มีความสำคัญต่อการประมาณมวลของดาวฤกษ์ต้นกำเนิดซูเปอร์โนวา ปริมาณสสารที่พบในเส้นใยของเนบิวลาปู (มวลของสสารกระจายไอออนและก๊าซที่เป็นกลางทางประจุ ซึ่งส่วนใหญ่เป็นฮีเลียม) ประมาณกันว่าอยู่ที่ 4.6 ± 1.8 M☉
ทอรัสซึ่งประกอบด้วยฮีเลียม
หนึ่งในส่วนประกอบ (หรือความผิดปกติ) ของเนบิวลาปู คือ ทอรัสซึ่งประกอบด้วยฮีเลียม ที่มองเห็นได้จากแถบคลื่นตะวันออก-ตะวันตกที่ข้ามบริเวณพัลซาร์
ทอรัสประกอบด้วยสสารกระจายที่มองเห็นได้ประมาณ 25% และประกอบด้วยฮีเลียมราว 95% จนถึงปัจจุบัน ยังไม่มีคำอธิบายที่สมเหตุสมผลเกี่ยวกับโครงสร้างของทอรัสเลย
ขอขอบคุณ วิกิพีเดีย สารานุกรมเสรี
สิริสวัสดิ์จันทรวาร สิริมานสวัสดิ์วัฒนานะคะ
Create Date : 31 มกราคม 2554 |
|
0 comments |
Last Update : 31 มกราคม 2554 7:50:51 น. |
Counter : 4117 Pageviews. |
|
|
|