กล้องฯ XRISM ของ JAXA บนความร่วมมือกับ NASA และ ESA ได้ทดลองถ่ายภาพของระบบดาวฤกษ์คู่ Cygnus X-3 ซึ่งข้อมูลที่ได้นั้นเผยให้เห็นถึงความไม่สมดุลระดับพลังงาน และดาวมวลมากที่พ่นลมดาวฤกษ์ (Stellar Wind) ออกมาอย่างรุนแรง

Cygnus X-3 เป็นระบบดาวฤกษ์คู่แปลกประหลาด มันประกอบไปด้วยดาวที่มีมวลมากประเภท Wolf–Rayet (Wolf–Rayet star) ที่ปลดปล่อยมวลระหว่างดวงดาวที่เรียกว่า ลมดาวฤกษ์ (Stellar Wind) ออกมาอย่างรุนแรง และในระบบดาวฤกษ์แห่งนี้มีคู่ที่มีขนาดเล็กแต่มีมวลมากอย่างแปลกประหลาด นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์ว่าเป็นหลุมดำ ซึ่งวัตถุขนาดเล็กนี้ดูดซับก๊าซบางส่วนและก่อให้เกิดรังสีเอกซ์

ภาพวาดประกอบกราฟสเปกตรัมของ Cygnus X-3 ที่ได้จากการตรวจวัดพลังงานของสเปกตรัมด้วย Resolve.png

ระบบของ Cygnus X-3 นี้อยู่ห่างจากโลกประมาณ 32,000 ปีแสงในทิศทางกลุ่มดาว Cygnus และดาวกับวัตถุคู่ของมันอยู่ใกล้กันมากจนโคจรครบหนึ่งรอบในเวลาเพียง 4.8 ชั่วโมง แม้จะถูกบดบังด้วยฝุ่นหนาในดาราจักร แต่ระบบนี้ก็ได้รับการศึกษาในคลื่นความถี่วิทยุ อินฟราเรด แกมมา และเอกซเรย์ นับได้ว่าคือหนึ่งในวัตถุที่ก่อกำเนิดรังสีเอกซ์ที่ได้รับการศึกษามากที่สุดวัตถุหนึ่งบนท้องฟ้า

ในการสำรวจและถ่ายภาพของกล้องโทรทรรศน์ XRISM ได้ใช้อุปกรณ์ Resolve ถ่ายภาพระบบดาวนี้ และใช้ระยะเวลาถ่ายยาวนานถึง 18 ชั่วโมงเพื่อเผยให้เห็นข้อมูลสเปกตรัมความละเอียดสูงที่ช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจถึงระบบการเคลื่อนที่ของก๊าซรอบระบบดาวฤกษ์และการปะทะกันของกลุ่มก๊าซที่พวยพุ่งออกมาจากดาว รวมถึงการโคจรของระบบดาวแห่งนี้

เซนเซอร์ Resolve บนกล้อง XRISM ที่มีขนาด 6X6 pixel ที่สามารถคำนวนแคลอรี่ของพลังงานรังสีเอกซ์ได้

สิ่งที่น่าสนใจจากข้อมูลสเปกตรัมที่ได้จากอุปกรณ์ Resolve คือการค้นพบความแปลกประหลาดของสมดุลระหว่างการปลดปล่อยกับดูดซับพลังงานรังสีเอกซ์ของฝุ่นที่ออกมาจากดาวฤกษ์ ก่อให้เกิดลักษณะของสัญญาณสเปกตรัมที่แปลกประหลาด ทำให้เหล่านักดาราศาสตร์ยังไม่สามารถทำความเข้าใจลักษณะของสัญญาณสเปกตรัมที่ได้จากการตรวจจับครั้งนี้ได้ดีนัก ซึ่งคาดว่าลักษณะที่แปลกประหลาดนี้เกิดขึ้นจากการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของกลุ่มก๊าซก่อให้เกิดปรากฏการณ์ดอปเพลอร์ (Doppler Effect) ทำให้ลักษณะการดูดกลืนของสเปกตรัมเลื่อนไปยังย่านที่สูงมากยิ่งขึ้น และส่วนของการปลดปล่อยพลังงานก็เลื่อนเป็นย่านที่พลังงานต่ำลงมา เกิดเป็นลักษณะของเส้นสเปกตรัมที่แปลกประหลาด

ภาพวาดศิลปินถึงเหตุการณ์ในระบบดาว Cygnus X-3

รายละเอียดที่ได้จากการสังเกตการณ์โดยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM นี้ยังมีส่วนช่วยให้นักดาราศาสตร์เข้าใจและแยกแยะพฤติกรรมของก๊าซและวิเคราะห์พบธาตุเหล็กไอออนเป็นส่วนประกอบในกลุ่มก๊าซ ซึ่งแสดงให้เห็นถึงว่ามวลเหล่านี้มีจากดาวฤกษ์ได้อย่างเด่นชัดอีกด้วย

กล้องโทรทรรศน์อวกาศ XRISM เป็นกล้องโทรทรรศน์อวกาศของญี่ปุ่นที่ดำเนินการโดย JAXA และได้รับความร่วมมือและสนับสนุนจาก NASA ESA และ CSA ทีมนักวิจัยคาดหวังว่าด้วยศักยภาพของกล้อง XRISM นี้จะช่วยไขปริศนาของระบบดาว Cygnus X-3 ว่าแท้จริงแล้วคู่ของดาวฤกษ์แห่งนี้คือหลุมดำจริงหรือไม่

เรียบเรียงโดย จิรสิน อัศวกุล

อัปเดตข้อมูลแวดวงวิทยาศาสตร์ เทคโนโลยี รู้ทันโลกไอที และโซเชียลฯ ในรูปแบบ Audio จาก AI เสียงผู้ประกาศของไทยพีบีเอส ได้ที่ Thai PBS

ที่มาข้อมูล : NASA

“รอบรู้ ดูกระแส ก้าวทันโลก” ไปกับ Thai PBS Sci & Tech

สรุปประเด็นให้โดย Generative AI

กล้องฯ XRISM เผยภาพรายละเอียดความไม่สมดุลระบบดาวฤกษ์ Cygnus X-3