xs
xsm
sm
md
lg

Jocelyn Bell Burnell กับการพบดาว Pulsar (จบ)

เผยแพร่:   โดย: สุทัศน์ ยกส้าน

ภาพจำลองของพัลซาร์ที่กำลังหมุนรอบตัวเอง และปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
เธอเล่าว่ากล้องโทรทรรศน์วิทยุที่เธอใช้ในตอนนั้น ทุกวันจะมีกระดาษบันทึกข้อมูลที่ยาวประมาณ 30 เมตร ให้เธอใช้ตาดูกราฟของสัญญาณอย่างละเอียด วันหนึ่งในเดือนกรกฎาคม พ.ศ. 2510 เธอได้เห็นสัญญาณที่ส่งมา มีลักษณะเป็นจังหวะๆ ที่สม่ำเสมอทุก 1.339 วินาที แต่เธอไม่รู้ว่า มันเป็นสัญญาณอะไร เพราะความเข้มของสัญญาณไม่ลดถอยเลย แสดงแหล่งส่งต้องมีพลังงานมาก และมีมวลมากด้วยเพราะความถี่ของสัญญาณมีค่าสูงมากเธอจึงโทรศัพท์บอก Hewish ว่า สัญญาณที่เธอได้รับเกิดเฉพาะในเวลากลางคืน อีกทั้งคงไม่ได้มาจากลมสุริยะ (solar wind) เพราะลมสุริยะจะพัดเฉพาะเวลากลางวัน ในขณะเดียวกันสัญญาณนั้นก็มิได้มาจากดาวเทียมหรือมาจากคลื่นเรดาร์ที่สะท้อนจากดวงจันทร์ ความสม่ำเสมอของสัญญาณทำให้ชวนคิดว่ามันเป็นสัญญาณที่มนุษย์ส่งมา Hewish จึงให้นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องตรงไปที่บริเวณท้องฟ้าที่ Bell คิดว่าได้ส่งคลื่นวิทยุมาโลก และนักดาราศาสตร์ทุกคนก็รายงานว่าไม่เห็นอะไรในบริเวณที่ว่านั้นเลย

ในที่สุด เมื่อถึงเวลา 2 ยามของคืนวันที่ 21 ธันวาคม ปีเดียวกัน Bell ก็ได้เห็นสัญญาณซ้ำอีก ความถี่ที่สม่ำเสมอแสดงให้เห็นว่า ต้นกำเนิดเป็นดาวขนาดเล็ก ที่หมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็วมาก และอยู่ในดาราจักรทางช้างเผือก

ในอดีตเมื่อ 33 ปีก่อน นักวิทยาศาสตร์ 3 คน คือ Lev Landau แห่งรัสเซีย กับ Fritz Zwicky และ J. Robert Oppenheimer แห่งสหรัฐฯ ได้ศึกษาวาระแตกดับของดาวฤกษ์ และพบว่าเมื่อดาวฤกษ์ใกล้จะหมดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์อันได้แก่ ไฮโดรเจน เพราะไฮโดรเจนได้รวมกันเป็นฮีเลียมและฮีเลียมรวมกันเป็นคาร์บอน ออกซิเจน ซิลิคอน และเหล็ก ตามลำดับโดยกระบวนการ fusion ซึ่งจะปล่อยพลังงานออกมา ดังนั้นเวลาเหล็กไม่สามารถหลอมรวมได้อีกต่อไป ดาวก็จะหมดเชื้อเพลิง จากนั้นแรงโน้มถ่วงที่มากมหาศาล ก็จะดึงดูดเนื้อดาวลงอย่างรวดเร็วและรุนแรง จนดาวมีเส้นผ่าศูนย์กลางยาวประมาณ 1 กิโลเมตร ซึ่งจะทำให้แรงโน้มถ่วงที่ผิวดาวมีค่าประมาณ 1,000 ล้านเท่าของแรงโน้มถ่วงที่ผิวโลก

ดังนั้นสิ่งต่างๆ ที่ตกสู่ผิวดาวดวงนั้นในช่วงนี้จะไม่ตกในลักษณะเป็นก้อน แต่จะตกในลักษณะคล้ายฝน เพราะแรงโน้มถ่วงที่มากมหาศาลจะบีบเนื้อสารจนแตกสลายและยังบีบอัดอะตอมให้อิเล็กตรอนเข้ารวมกับโปรตอนเป็นนิวตรอนและนิวตริโน ดังนั้นดาวจึงมีแต่นิวตรอนล้วนๆ และสามารถหมุนรอบตัวเองได้เร็วมาก อีกทั้งส่งคลื่นวิทยุได้ด้วย การหมุนรอบตัวเองของดาวจะทำให้คลื่นวิทยุที่ส่งมายังโลกปรากฏในลักษณะเดียวกับแสงจากประภาคาร Zwicky ยังได้พบอีกว่า เวลาดาวที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 8 เท่ามันจะยุบตัวอย่างรวดเร็ว จะทำให้เกิด shock wave ที่จะระเบิดดันเนื้อดาวบางส่วนออกไปอย่างรุนแรง เขาจึงเรียกเหตุการณ์ดาวฤกษ์ระเบิดนี้ว่า supernova

แต่การระเบิด แบบ supernova ทุกครั้งไม่จำเป็นต้องมี pulsar เพราะดาวจะระเบิดลักษณะเช่นไรก็ขึ้นกับมวลของดาว ตามปกติ supernova จะมีอายุระดับหมื่นปี และจะขับสสารให้กระจายไปในอวกาศ แล้วตัวเองก็จะดับขันธ์ไป ส่วน pulsar จะมีชีวิตอยู่ได้นานเป็นล้านปี ดังนั้น pulsar จึงมักไม่ปรากฏอยู่ใน supernova ทั้งนี้เพราะมันมีอายุมากกว่านั่นเอง pulsar จึงเป็นดาวชนิดที่ไม่มีใครเคยเห็นมาก่อน ดาวนี้ทำให้นักดาราศาสตร์สนใจศึกษามาก จึงได้กลับไปหา pulsar ในเนบิวลาปูที่เคยระเบิดเมื่อ พ.ศ. 1597 และก็ได้พบว่ามี pulsar จริงๆ

ในส่วนของ Bell นั้นหลังจากสำเร็จการศึกษาแล้วเธอได้ไปเป็นอาจารย์สอนฟิสิกส์ที่มหาวิทยาลัย Southampton แล้วได้เข้าพิธีสมรส กับ Martin Burnell และครอบครัวมีลูกชาย 1 คนจากนั้นได้หวนกลับไปทำงานดาราศาสตร์ต่อ แต่คราวนี้เธอสนใจดาราศาสตร์รังสีแกมมา ซึ่งต้องใช้บอลลูนขนาดใหญ่บรรทุกอุปกรณ์ขึ้นรับรังสีแกมมาจากดาวต่างๆ ในท้องฟ้า และจากมหาวิทยาลัย Southampton เธอก็ได้งานใหม่เป็นอาจารย์ฟิสิกส์ที่ University College ที่ London แล้วได้ย้ายไปทำงานที่ Royal Observatory ที่ Edinburgh ใน สกอตแลนด์

ในปี 2555 ซึ่งครบ 25 ปี แห่งการพบ pulsar สมาคม Royal Society ได้จัดงานฉลอง และเธอก็ได้ให้ข้อแนะนำแก่นักดาราศาสตร์รุ่นหลังว่า ชีวิตนักดาราศาสตร์ไม่ง่าย เพราะต้องคอยดูเหตุการณ์ที่จะเกิดบนท้องฟ้าจากต่างดาว จนบางครั้งนักดาราศาสตร์ ต้องคอยนานจึงจะเห็น อีกทั้งไม่สามารถตระเตรียมสิ่งที่จะทดลองได้ เหมือนนักวิทยาศาสตร์ประเภทอื่น

ถึง Bell จะไม่ได้รับรางวัลโนเบล แต่เธอก็ได้รับความเห็นอกเห็นใจ และได้รับรางวัลอื่นๆ เช่นเหรียญ Michelson ร่วมกับ Hewish และเหรียญ Herschel ของ Royal Astronomical Society ได้รับการเลือกเป็นสมาชิกของ Royal Society เป็นศาสตราจารย์ที่ Open University of London และในปี 2550 เธอได้รับการโปรดเกล้าฯ ให้เป็น Dame of the Order of the Bietish Empire.

ทุกวันนี้โลกรู้จักดาว pulsar ที่เธอพบในชื่อว่า PSR 1919+21 เพราะอยู่ในหมู่ดาว Velpecula (คำย่อ PSR มาจาก pulsating source of radio ส่วนตัวเลขนั้นบอกตำแหน่งของดาวบนท้องฟ้า) และ ณ วันนี้ นักดาราศาสตร์ได้เห็น pulsar ประมาณ 2,000 ดวงแล้ว ผลงานเรื่อง pulsar คู่ได้ทำให้ Russell Hulse และ Joseph Taylor ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ประจำปี 2536 ครับ

สุทัศน์ ยกส้าน เมธีวิจัยอาวุโส สกว.
จุดสว่างทางมุมขวาล่างของภาพคือ พัลซาร์ที่ได้จากการระเบิดของ Supernova เมื่อปี 2530
Jocelyn Bell Burnell ในปัจจุบัน
กำลังโหลดความคิดเห็น