สัญญาณ FRB ประหลาด มาจาก “แมกนีทาร์” ในระบบดาวคู่

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติเผยถึงที่มาของปรากฏการณ์ FRB 20201124A หรือการปะทุสัญญาณวิทยุที่ทรงพลังอย่างฉับพลันจากห้วงอวกาศลึกเมื่อสองปีก่อน โดยพบว่าสัญญาณประหลาดดังกล่าวอาจมาจากระบบดาวคู่ที่มี “แมกนีทาร์” (Magnetar) หรือดาวนิวตรอนที่แผ่พลังแม่เหล็กมหาศาลรวมอยู่ด้วย

รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร Nature และ Nature Communications ฉบับวันที่ 21 ก.ย.ที่ผ่านมา ได้กล่าวถึงการค้นหาแหล่งกำเนิดของสัญญาณ FRB 20201124A ซึ่งสัญญาณนี้ถูกค้นพบโดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ FAST ที่มณฑลกุ้ยโจวของจีนเมื่อปี 2020 โดยมีความแปลกประหลาดตรงที่สัญญาณดังกล่าวถูกส่งมายังโลกถึงเกือบ 2,000 ครั้ง ภายในระยะเวลาเพียง 82 ชั่วโมง ระหว่างช่วงเฝ้าสังเกตการณ์ทั้งหมด 2 เดือน

ดร. ปิง จาง หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยเนวาดาของสหรัฐฯ บอกว่า โดยทั่วไปแล้วสัญญาณ FRB นั้นมีลักษณะเป็นคลื่นโพลาไรซ์ (Polarized wave) หรือคลื่นที่มีทิศทางการสั่นในระนาบเดียว แต่ทิศทางการสั่นของคลื่นดังกล่าวถูกทำให้ "บิดเบี้ยว" ด้วยอิทธิพลของสนามแม่เหล็กตามหลักการหมุนของฟาราเดย์ (Faraday rotation) โดยยิ่งสนามแม่เหล็กที่อยู่ใกล้แหล่งกำเนิด FRB ทรงพลังเท่าใด ก็จะยิ่งทำให้มันบิดเบี้ยวมากขึ้นเท่านั้น

“ลักษณะของคลื่นโพลาไรซ์ที่พบใน FRB 20201124A นั้นมีความเปลี่ยนแปลงไม่สม่ำเสมอ แสดงว่าความเข้มของสนามแม่เหล็กที่อยู่โดยรอบแหล่งกำเนิดสัญญาณวิทยุนั้นไม่คงที่ ทำให้เกิดการปะทุสัญญาณอย่างรุนแรงเพียงในบางช่วง สลับกับช่วงที่สงบนิ่งเหมือนหลับใหลไปเป็นเวลานาน” ดร. จางกล่าว

ผลวิเคราะห์คลื่นโพลาไรซ์และการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ทำให้ทีมผู้วิจัยทราบว่า แหล่งกำเนิดของ FRB 20201124A ซึ่งเป็นแมกนีทาร์ที่อยู่ห่างจากโลก 8,480 ปีแสงนั้น ที่แท้แล้วเป็นส่วนหนึ่งของระบบดาวคู่ (binary system) ที่มีดาวฤกษ์ประเภท Be star รวมอยู่ด้วย

ดาวฤกษ์ชนิดนี้มีขนาดใหญ่กว่า ร้อนแรงกว่า รวมทั้งหมุนเร็วกว่าดวงอาทิตย์ของเราหลายเท่า จึงส่งผลรบกวนการแผ่สนามแม่เหล็กของแมกนีทาร์ดังกล่าว ซึ่งเป็นสาเหตุของการปะทุสัญญาณ FRB แบบไม่สม่ำเสมอนั่นเอง

ดร. ตง ซูปอ หนึ่งในสมาชิกทีมวิจัยจากมหาวิทยาลัยปักกิ่ง กล่าวอธิบายเพิ่มเติมว่า แหล่งกำเนิดของ FRB 20201124A อยู่ที่กาแล็กซีรูปกังหันแบบมีคาน (barred spiral galaxy) ซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับกาแล็กซีทางช้างเผือกของเรา โดยอยู่ในบริเวณแขนดาราจักรที่ไม่มีการก่อกำเนิดดาวฤกษ์ดวงใหม่ ๆ มากนัก จึงมีความเป็นไปได้น้อยที่แมกนีทาร์แหล่งกำเนิด FRB จะตั้งอยู่โดดเดี่ยว โดยไม่มีดาวคู่ของตนโคจรวนรอบอยู่ด้วย