“เนบิวลาปู” วัตถุเทียบมาตรฐานความสว่างอวกาศเกิดการเปลี่ยนแปลง

สถาบันวิจัยดาราศาสตร์แห่งชาติ – นักดาราศาสตร์พบ “เนบิวลาปู” วัตถุที่ใช้เทียบเทียบความสว่างวัตถุในอวกาศ เกิดมีความสว่างน้อยลง กระทบงานวิจัยที่ใช้เนบิวลานี้เป็นเสมือน “เทียนมาตรฐาน” เทียบความสว่าง

เนบิวลาปู หรือวัตถุเอ็ม 1 (M1) ชื่อตามบัญชีรายชื่อของเมสซิเอร์ เป็นวัตถุที่เป็นที่รู้จักมากที่สุดวัตถุหนึ่งในหมู่นักดาราศาสตร์ ในฐานะที่เป็น “เทียนมาตรฐาน” (Standard candle) เพราะเป็นวัตถุที่ทราบระยะทางและความสว่างที่แท้จริง แสงสว่างในช่วงคลื่นรังสีเอกซ์จากเนบิวลาปูมีค่าคงที่ตลอดเวลา ด้วยคุณสมบัตินี้ นักดาราศาสตร์ใช้ความสว่างของเนบิวลาปูในการเปรียบเทียบเพื่อหา “ความสว่างปรากฏ” ของวัตถุที่ไม่ทราบระยะทางอื่นๆ ในเอกภพ เพื่อนำมาคำนวณหาระยะทางของวัตถุนั้นต่อไป

หากแต่เมื่อวันที่ 12 ม.ค.2011 ในการประชุมวิชาการของสมาคมดาราศาสตร์อเมริกัน (American Astronomical Society meeting) นักดาราศาสตร์ชื่อ คอลีน วิลสัน-ฮอจด์ ได้เผยแพร่ผลการเฝ้าสังเกตการณ์เนบิวลาปูของ ไมค์ เคอร์รี และ เกรย์ เคส จากมหาวิทยาลัยหลุยเซียนา สหรัฐฯ ว่าพบความสว่างจากเนบิวลาปูหรี่ลง โดยสังเกตได้จากข้อมูลข้อมูลที่ได้จากเครื่องตรวจจับการระเบิดรังสีแกมมา (Gamma Ray Burst Monitor: GBM)

เพื่อให้แน่ใจว่า เครื่องมือของพวกเขาไม่ได้เกิดข้อผิดพลาด จึงเปรียบเทียบข้อมูลการแผ่รังสีเอกซ์ ของเนบิวลาปูกับข้อมูลย้อนหลังตั้งแต่ปี ค.ศ.2008 ถึงปี ค.ศ. 2010 ซึ่งได้จากกล้องอวกาศในช่วงคลื่นรังสีเอกซ์อีกสามตัว พบว่าการแผ่รังสีจากเนบิวลาปูลดลงจากค่าปกติถึง 7% ในช่วงสองปี และเมื่อทำการตรวจสอบข้อมูลย้อนกลับไปถึงปี ค.ศ.1999 พบว่าความสว่างมากที่สุดและน้อยที่สุดของเนวบิวลาปู มีความแตกต่างจากมาตรฐานมากกว่า 3.5%

เนบิวลาปูอยู่ห่างจากโลกเป็นระยะทาง 6500 ปีแสง เป็นซากที่หลงเหลือจากการระเบิดของดาวฤกษ์ และหลงเหลือดาวนิวตรอนไว้บริเวณใจกลางของเนบิวลา ดาวนิวตรอนซึ่งหมุนด้วยความเร็วและมีสนามแม่เหล็กสูงมาก ได้เร่งให้อนุภาคซึ่งมีประจุที่อยู่รอบๆ เคลื่อนที่และปลดปล่อยรังสีแม่เหล็ก ไฟฟ้าในช่วงคลื่นรังสีเอกซ์และรังสีแกมมาออกมาเป็นลำของรังสี ซึ่งมีทิศเดียวกับแกนสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอน

ลำของรังสีจะหมุนรอบแกนหมุนของดาวนิวตรอนด้วยคาบการหมุนที่แน่นอน เครื่องตรวจจับรังสีสามารถตรวจรังสีได้เมื่อลำรังสีพุ่งตรงมายังโลก คล้ายกับไซเรนที่ติดบนรถพยาบาล ความถี่ที่ได้รับจะเท่ากับการหมุนรอบตัวเองของดาวนิวตรอน นักดาราศาสตร์เรียกดาวนิวตรอนที่มีคุณสมบัติเช่นนี้ว่า “พัลซาร์”(Pulsar)

ปรากฏการณ์ ที่ความสว่างของเนบิวลาปูลดลงนั้น ได้มีการสังเกตพบโดยนักดาราศาสตร์หลายกลุ่ม มาโค ทราวินิและคณะจาก INAF-IASF (Istituto Nazionale di Astrofisica-Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica) สเตฟาน ฟังค์ และราฟ บุชเลอร์ แห่งห้องปฏิบัติการเครื่องเร่งอนุภาคสแลค (SLAC National Accelerator Laboratory) มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ด หลังจากได้วิเคราะห์ข้อมูลที่ได้มา สิ่งแรกที่พวกเขาทำคือการตรวจสอบอุปกรณ์ตรวจสอบอุปกรณ์ว่าขณะที่ปฏิบัติงาน ไม่มีความผิดพลาดเกิดขึ้น หลังจากนั้นได้เปรียบเทียบข้อมูลจากแหล่งข้อมูลอื่นเพื่อยืนยันผลของข้อมูลที่ได้ว่ามีผลการเก็บข้อมูลที่อยู่ในแนวทางเดียวกันหรือไม่ เพราะเนบิวลาปูเป็นแหล่งกำเนิดรังสีเอกซ์ที่มีความเสถียรมากที่สุด

นักดาราศาสตร์เชื่อว่าอัตราการปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าของเนบิวลาปูคงที่ตลอดเวลา และนำมาใช้ประโยชน์ในการศึกษาทางด้านดาราศาสตร์ฟิสิกส์ แต่ผลจากข้อมูลการสังเกตการณ์เนบิวลาปูที่เผยแพร่ไม่นานมานี้ ซึ่งยังไม่สามารถหาคำอธิบายได้ อาจส่งผลกระทบต่องานวิจัยหลายๆ ชิ้นที่ใช้เนบิวลาปูเป็นวัตถุอ้างอิงหรือใช้ความสว่างของเนบิวลาเป็นเครื่องมือในการเทียบ มาตรฐานได้ แต่ก็ทำให้เกิดความสนใจในการศึกษาวิจัยพฤติกรรมการแผ่รังสีของพัลซาร์เพื่อให้เกิดความเข้าใจวัตถุชนิดนี้มากขึ้น