เมื่อวันที่ 16 ตุลาคมที่ผ่านมา ทีมนักวิทยาศาสตร์แห่งห้องปฏิบัติการ LIGO และ Virgo ประกาศค้นพบคลื่นความโน้มถ่วงลำดับที่ 5 ชื่อว่า GW170817 พร้อมสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าของคลื่นความโน้มถ่วง ซึ่งเกิดจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอน ถือเป็นก้าวสำคัญของวงการดาราศาสตร์
การค้นพบดังกล่าวมีขึ้นหลังเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง LIGO สองเครื่อง ณ เมือง Hanford และเมือง Livingston สหรัฐอเมริกา สามารถตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงได้เป็นระยะเวลา 100 วินาที นานกว่าสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่ถูกตรวจวัดได้ 4 ครั้งก่อนหน้านี้
ปกติแล้วคลื่นความโน้มถ่วงจะเกิดจากการรวมตัวของวัตถุมวลมาก เช่น หลุมดำ หรือดาวนิวตรอน ถ้าการรวมตัวดังกล่าวเกิดจากดาวนิวตรอนสองดวงที่มีขนาดเล็กและความหนาแน่นสูง จะทำให้เกิดสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วงที่ยาวนานกว่า และขณะรวมตัวจะแผ่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าไปในทุกช่วงความยาวคลื่น ตั้งแต่คลื่นวิทยุไปถึงรังสีแกมมา
จากการวิเคราะห์ของ LIGO พบว่าคลื่นความโน้มถ่วง GW170817 เกิดจากการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนสองดวงที่มีมวลรวมระหว่าง 1.17 ถึง 1.60 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ โคจรรอบกันที่ระยะห่างประมาณ 300 กิโลเมตร ห่างจากโลกประมาณ 130 ล้านปีแสง และจากการวิเคราะห์ตำแหน่งและระยะห่างของแหล่งกำเนิดพบว่าเป็นไปได้ที่แหล่งกำเนิดจะอยู่ภายในกาแล็กซี NGC4993
นอกจากนี้การรวมตัวกันของดาวนิวตรอนครั้งนี้ยังสามารถตอบคำถามเรื่องปริมาณทองคำบนโลกที่มีมากผิดปกติ เนื่องจากก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์คาดว่าทองคำส่วนใหญ่เกิดจากการสังเคราะห์ขณะที่มวลดาวฤกษ์มวลมากได้ตายลง และเกิดระเบิดซูเปอร์โนวา แต่จำนวนครั้งที่เกิดซูเปอร์โนวากลับไม่มากพอที่จะทำให้มีทองคำบนโลกมากขนาดนี้ แต่จากการสังเกตการณ์ครั้งนี้กลับพบว่าระหว่างการรวมตัวกันของดาวนิวตรอนมีการสังเคราะห์ธาตุหนัก เช่น ทองคำและแพลทินัมจำนวนมาก จึงสามารถอธิบายสาเหตุของการเกิดธาตุหนักกว่าเหล็กในเอกภพได้
ไม่ใช่แค่เครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง LIGO เท่านั้นที่ค้นพบปรากฏการณ์นี้ เพราะหลังจากตรวจพบ 1.7 วินาที กล้องโทรทรรศน์รังสีแกมมาอวกาศเฟอร์มี (Fermi Gamma-ray Space Telescope) ได้ตรวจพบการระเบิดของรังสีแกมมาที่มีชื่อว่า GRB 170817A และได้รับการยืนยันจากกล้องโทรทัศน์รังสีแกมมาอวกาศอินทิกรัล (Gamma-ray Observatory INTEGRAL) เช่นกัน และหลังจากนั้นนักดาราศาสตร์มากกว่าพันคนจากห้องสังเกตการณ์กว่า 70 แห่งทั่วโลกได้ใช้กล้องโทรทัศน์ตรวจวัดสัญญาณแม่เหล็กไฟฟ้าของคลื่นความโน้มถ่วงดังกล่าว เป็นการยืนยันสัญญาณคลื่นความโน้มถ่วง GW170817 ได้เป็นอย่างดี
ซึ่งก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์ชาวอเมริกัน 3 ท่าน ได้แก่ ไรเนอร์ ไวส์ (Rainer Weiss) แบร์รี เบริช (Barry Barish) และ คิป เอส. โธรน (Kip S. Thorn) เพิ่งได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์จากความร่วมมือการสร้างเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง LIGO และการสังเกตการณ์คลื่นความโน้มถ่วงไปเมื่อต้นเดือนที่ผ่านมา ทำความรู้จักกับคลื่นความโน้มถ่วงและผลงานชิ้นสำคัญนี้เพิ่มเติมได้ที่ รู้จักกับคลื่นความโน้มถ่วง และ 3 ผู้ค้นพบที่คว้าโนเบลสาขาฟิสิกส์ปี 2017
Cover Photo:Mark Garlick/University of Warwick
อ้างอิง:
