พบคลื่นวิทยุลึกลับ จำนวนมาก ไกลนับพันล้านปีแสง (Fast radio burst)

ตรวจพบคลื่นวิทยุลึกลับ จำนวนมาก ไกลนับพันล้านปีแสง (Fast radio burst)

กล้องอวกาศฮับเบิลตรวจพบไอน้ำบนดาวเคราะห์นอกระบบได้เป็นครั้งแรก
ตรวจพบไอน้ำบนดาวเคราะห์นอกระบบในเขตอาศัยอยู่ได้เป็นครั้งแรก
กันยายน 15, 2019
สสารและสถานะของสสาร
ทำความรู้จักเบื้องต้นกับ สสาร และสถานะของสสาร
กันยายน 19, 2019
คลื่นวิทยุลึกลับ จำนวนมาก ส่งตรงมาถึงโลก และไกลนับพันล้านปีแสง (Fast radio burst)

กล้องโทรทรรศน์วิทยุ FAST ของจีน มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่โตถึง 500 เมตร

ในทางวิทยุดาราศาสตร์แล้วการระเบิดของคลื่นวิทยุอย่างรวดเร็วหรือ Fast Radio Bursts ที่เรียกสั้นๆว่า FRB นั้นก็คือ สัญญาณคลื่นวิทยุพลังงานสูงชั่วขณะ ที่เกิดขึ้นรวดเร็วมาก กินเวลาเพียงเศษเสี้ยวของมิลลิวินาทีไปจนถึงไม่กี่มิลลิวินาที ส่วนสาเหตุการคลื่นพลังงานสูงชั่วครู่หรือ Fast Radio Bursts นั้นคาดว่า น่าจะเกิดมาจากกระบวนการทางดาราศาสตร์บางอย่าง ที่ปัจจุบันเรายังไม่ทราบแน่ชัดว่ามันคืออะไร

ถึงแม้ว่าแหล่งกำเนิดพลังงานของมันจะมหาศาล แต่มันก็อยู่ห่างไกลมาก และครั้งเมื่อสัญญาณนี้เดินทางมาถึงโลก ความเข้มข้นของสัญญาณก็จะถูดลดทอนลงมาจนเบายิ่งกว่าสัญญาณของโทรศัพท์มือถือที่ส่งมาตรงมาจากดวงจันทร์ 1,000 เท่า

การระเบิดของคลื่นวิทยุอย่างรวดเร็ว (Fast Radio Bursts) ถูกค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 2007 โดย “ดันแคน ลอริเมอร์” (Duncan Lorimer) ศาสตราจารย์วิชาฟิสิกส์และดาราศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเวสต์เวอร์จิเนีย พร้อมกับนักเรียนของเขา “เดวิด นาร์เควิช” (David Narkevic) ครั้งเมื่อร่วมกันตรวจดูข้อมูลพัลซาร์ที่ถูกเก็บเอาไว้โดยหอสังเกตการณ์วิทยุพาร์กส์ (Parkes Observatory ) ของวันที่ 24 กรกฎาคม ปี ค.ศ. 2001 พวกเขาก็ค้นพบสัญญาณ FRB 010724 ได้เป็นครั้งแรก (จนกลายมาเป็นที่มาของชื่อ Lorimer Burst) นับตั้งแต่นั้น หลายสัญญาณ FRB ก็ได้ถูกบันทึกเรื่อยมา รวมถึงที่เป็นข่าวดังที่จีนตรวจพบเมื่อเร็วๆนี้ก็ด้วย เราก็ยังไม่ทราบได้อย่างแน่ชัดว่าต้นกำเนิดของสัญญาณมันคืออะไร แต่พวกมันส่วนใหญ่ถูกส่งมาไกลจากแกแล็คซี่นอกระบบ (extragalactic)

การสังเกตการณ์ในปี 2007 ทำให้ค้นพบคลื่นวิทยุ FRB ได้เป็นครั้งแรก มันมีชื่อว่า Lorimer Burst
การสังเกตการณ์ในปี 2007 ทำให้ค้นพบคลื่นวิทยุ FRB ได้เป็นครั้งแรก มันมีชื่อว่า Lorimer Burst ภาพโดย wikipedia/Psr1909

และเมื่อวิเคราะห์สัญญาณของ FRB ดีๆแล้วก็พบว่ามันคือการเกิดโพลาไรซ์ (polarized) ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่ส่งออกมาจากภายในสนามแม่เหล็กกำลังสูง นี้จึงทำให้มันสว่างมาก มันประกอบไปด้วยหลายช่วงความถี่คลื่นวิทยุ และกะพริบไวมากในระดับมิลลิวินาที ซึ่งพบได้ในส่วนของท้องฟ้าด้านนอกของทางช้างเผือก สัญญาณ FRB นั้นต่างจากสัญญาณแหล่งวิทยุอื่นๆ เนื่องจากสัญญาณมีการระเบิดออกมาเพียงในช่วงเวลาสั้นๆ แต่เข้มข้นมากจนโดดเด่นออกมาจากเสียงของจักรวาลทั้งหมด

โดยปกติการระเบิดของสัญญาณจะปรากฎออกมาเป็นลำพลังงานเดี่ยวๆ และเกิดขึ้นไวมากกินเวลาเพียง 1 ในพันส่วนของวินาทีเท่านั้น และการระเบิดจะเกิดขึ้นทุกๆส่วนบนท้องฟ้าไม่ใช่มาแต่ในระนาบของทางช้างเผือกเท่านั้น และสัญญาณวิทยุส่วนใหญ่จะมีความถี่ราวๆ 1,400 MHz (เมกกะเฮิร์ทซ) ส่วนความถี่ต่ำกว่านี้ที่ 400 – 800 เมกกะเฮิร์ทซจะถูกตรวจพบได้บ้างเป็นครั้งคราว

โดยองค์ประกอบความถี่ของการระเบิดขึ้นในแต่ละครั้งจะล่าช้า (delayed) และมีความแตกต่างกันของเวลาที่ขึ้นอยู่กับความยาวคลื่น (wavelength) เป็นหลัก โดยความล่าช้านั้นจะถูกอธิบายเอาไว้โดยค่าอ้างอิงถึง “การวัดค่าการกระจายตัว” (dispersion measure (DM)) โดยผลลัพธ์ในสัญญาณที่ได้รับ จะลดลงมาอย่างรวดเร็วในความถี่ เนื่องจากความยาวคลื่นที่ยาวกว่านั้นจะทำให้เกิดความล่าช้า (delayed) ของสัญญาณที่เยอะกว่ามากนั่นเอง

ส่วนต้นกำเนิดของสัญญาณ FRB ยังไม่อาจระบุตัวตนได้ แต่มีข้อเสนอเข้ามาว่า มันอาจเป็นไปได้ตั้งแต่ดาวนิวตรอนที่กำลังหมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว และหลุมดำ หรือไม่ก็เป็นสิ่งประดิษฐ์อะไรสักอย่างของสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาจากนอกโลก!

และในปี ค.ศ. 2012 จากการค้นพบสัญญาณ FRB 121102 ก็พบว่ามันเป็น 1 ใน 3 ของสัญญาณ ที่ถูกส่งออกมาซ้ำๆกันจากแหล่งเดียวกัน ก็ได้ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจถึงประเภทของแหล่งกำเนิดได้ดียิ่งขึ้น

FRB อาจมีต้นกำเนิดมาจาก พัลซาร์
FRB อาจมีต้นกำเนิดมาจาก พัลซาร์ ภาพโดย wikipedia/Mysid/Jm smits

อีกทั้งยังสามารถระบุได้ด้วยว่าสัญญาณ FRB 121102 นั้นถูกส่งออกมาจากแกแแล็คซี่ที่อยู่ห่างไกลประมาณ 3 พันล้านปีแสง ซึ่งถือว่าไกลจากทางช้างเผือกของเรามากๆ สำหรับแหล่งกำเนิดของสัญญาณแบบไม่เกิดซ้ำนั้น ถูกตรวจพบได้เป็นครั้งแรกในปี ค.ศ. 2019 จากแกแล็คซี่ขนาดใหญ่เกือบเท่าทางช้างเผือก และในเดือนสิงหาคม ปี ค.ศ. 2019 นักดาราศาสตร์ก็รายงานการตรวจพบสัญญาณ FRB ซ้ำๆอีกมากกว่า 8 ครั้ง

การสำรจ

ต่อไปนี้เราจะมาดูสัญญาณระเบิด FRB กันว่ามันเดินทางมาถึงโลกในปีไหนและมีรายระเอียดอย่างไรกันบ้าง และเพื่อให้เป็นที่เข้าใจเมื่อพูดถึงชื่อและรหัสของสัญญาณ โดยสามตัวอักษรภาษาอังกฤษแรกนั้นย่อมาจาก Fast radio bursts ส่วนตัวเลขสามชุดหลังจะประกอบไปด้วย ปี เดือน และ วัน ที่คลื่น FRB ถูกตรวจจับได้เป็นครั้งแรกผ่านกล้องโทรทรรศน์วิทยุ

ในปี ค.ศ. 2007 (Lorimer Burst): สัญญาณ FRB แรกที่ถูกค้นพบก็คือ Lorimer Burst FRB 010724 ในปี ค.ศ. 2007 โดยดันแคน ลอริเมอร์ และลูกศิษย์ของเขา เดวิด นาร์เควิช ที่ได้ทำการวิเคราะห์ข้อมูลจากจานรับวิทยุพาร์กส์ในออสเตรเลีย แล้วพบว่าสัญญาณ FRB นี้เกิดขึ้นเมื่อวันที่ 24 กรกฎาคม ปี ค.ศ. 2001 ซึ่งเกิดขึ้นกินเวลานานน้อยกว่า 5 มิลลิวินาที โดยมีแหล่งที่มาๆจากเมฆแมเจลแลนเล็ก (Small Magellanic Cloud) จนกลายมาเป็นที่มาของชื่อ Lorimer Burst ในที่สุด

กล้องโทรทรรศน์วิทยุกรีนแบงค์ (Green Bank Telescope) มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ 100 เมตร
กล้องโทรทรรศน์วิทยุกรีนแบงค์ (Green Bank Telescope) มีเส้นผ่านศูนย์กลางที่ 100 เมตร ภาพจาก wikipedia/Geremia

ในปี ค.ศ. 2010: มีรายงานว่าพบเจอสัญญาณพัลส์ที่คล้ายกันกว่า 16 สัญญาณอย่างชัดเจนมาก เหตุการณ์ครั้งนั้นถูกตรวจพบได้โดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุปาร์กส์ และได้ให้ชื่อกับมันไปว่า “เพอร์ตัน” (perytons) แต่ภายหลังถูกพบว่า แท้จริงแล้วสัญญาณ “เพอร์ตัน” นั้นก็คือสัญญาณที่ถูกสร้างขึ้นมาจากหลอดแมกนีตรอน ของเตาอบไมโครเวฟที่ถูกเปิดฝาเอาไว้อยู่ใกล้ๆกับหอสังเกตการณ์วิทยุพาร์กส์ (Parkes Observatory)

ในปี ค.ศ. 2015: สัญญาณ FRB 110523 ได้ถูกตรวจพบอยู่ในฐานข้อมูลของกล้องโทรทรรศน์วิทยุกรีนแบงค์ (Green Bank Telescope) ที่จัดเก็บเอาไว้เมื่อปี ค.ศ. 2011 และถือว่ามันเป็น FRB แรกที่ตรวจจับได้โดยปรากฏการณ์โพลาไรซ์เชิงเส้น แบบเดียวกับการตรวจวัดการหมุนของฟาราเดย์ (Faraday rotation) และจากตรวจวัดค่าความล่าช้าของสัญญาณ (Dispersion Delay- DM) ก็คาดว่าสัญญาณระเบิดนี้น่าจะมีแหล่งกำเนิดมาจากแกแล็กซี่นอกระบบที่อยู่ห่างไกลจากโลก 6 พันล้านปีแสง! โดยก่อนหน้านี้จากงานวิจัยของนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ “วิคทอเรีย คาสปี” (Victoria Kaspi) แห่งมหาวิทยาลัยแมคกิลล์ ก็เคยออกมาประเมินว่า สัญญาณของ FRB สามารถเกิดขึ้นได้ซ้ำๆมากกว่า 10,000 สัญญาณทั่วท้องฟ้าในแต่ละวัน

ในปี ค.ศ. 2012: จากการสำรวจหาสัญญาณ Fast Radio Burst ในปี ค.ศ. 2012 โดยการหันกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซิโบ ไปยังกลุ่มดาวสารถี (Auriga) ทางซีกโลกเหนือก็สามารถยืนยันได้ว่า ตรวจพบการมีอยู่ของสัญญาณ FRB 121102 จริง ซึ่งมันมีแหล่งกำเนิดมาจากกาแล็คซี่นอกระบบ (extragalactic)

หอสังเกตการณ์วิทยุปาร์กส์ (Parkes Observatory) ในออสเตรเลีย มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 64 เมตร (ตัวใหญ่) และ 18 เมตร (ตัวเล็ก)
หอสังเกตการณ์วิทยุปาร์กส์ (Parkes Observatory) ในออสเตรเลีย มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 64 เมตร (ตัวใหญ่) และ 18 เมตร (ตัวเล็ก) ภาพจาก wikipedia/CSIRO

และในเดือนพฤศจิกายน ปี ค.ศ. 2015 นักดาราศาสตร์ “พอล โชลซ์” (Paul Scholz) แห่งมหาวิทยาลัยแมคกิลล์ ก็พบว่ามีคลื่นวิทยุกะพริบเร็วมากนับสิบครั้งในฐานข้อมูลที่เก็บไว้ระหว่างเดือนพฤษภาคมและมิถุนายน ค.ศ. 2015 โดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซิโบ (Arecibo radio telescope) ซึ่งการระเบิดนับ 10 ครั้งนี้ภายหลังตรวจสอบการกระจายตัวแล้วก็พบว่า มันสอดคล้องกับการระเบิดของสัญญาณที่เป็นแหล่งกำเนิดของ FRB 121102 ที่ตรวจพบก่อนหน้านี้! การระเบิดนับ 10 ครั้งนี้มีรูปแบบเหมือนกับสัญญาณที่เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 2012 และจากการตรวจวัดค่าการกระจายตัวของพลาสมาก็พบว่า มันมีขนาดสัญญาณใหญ่กว่า 3 เท่าของกาแล็คซี่ทางช้างเผือก! ทีมวิจัยจึงคาดว่าคลื่นระเบิดพลังงานสูงนี้ น่าจะเกิดขึ้นได้เพียงแค่ครั้งเดียว เช่นการระเบิดของหลุมดำ หรือการชนกันของดาวนิวตรอนเป็นต้น

อีกแหล่งข้อมูลยังสนับสนุนอีกว่าต้นกำเนิดของสัญญาณที่ส่งมานั้น มีความเป็นไปได้ที่จะเป็นดาวนิวตรอนอายุน้อย ที่กำลังหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูง หรือที่เราเรียกว่าพัลซาร์ หรือไม่ก็เป็นดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กเข้มข้นสูง หรือเป็นไปได้ทั้งการเคลื่อนผ่านแถบดาวเคราะห์น้อยของดาวนิวตรอน หรือพื้นที่ระหว่างวงโคจรร่วมในระบบดาวคู่ของ ดาวนิวตรอน และดาวแคระขาว เป็นต้น

คลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมเป็นผลรวมขององค์ประกอบโพลาไรซ์แบบเชิงเส้นสองส่วน
คลื่นโพลาไรซ์แบบวงกลมเป็นผลรวมขององค์ประกอบโพลาไรซ์แบบเชิงเส้นสองส่วน ภาพโดย wikipedia/de:Benutzer:Averse

ในขณะที่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่รู้อย่างแน่ชัดว่า ต้นกำเนิดของสัญญาณ FRB 121102 นั้นคืออะไรกันแน่ ในปีถัดมา เมื่อวันที่ 16 ธันวาคม ค.ศ. 2016 ก็มีรายงานการค้นพบสัญญาณ FRB ใหม่ และมันก็มาจากแหล่งเดิมอีกแล้ว! จากบันทึกก็พบว่าสัญญาณถูกส่งออกมาถึง 6 ครั้ง แบ่งเป็น 1 ครั้ง ที่ได้รับในวันที่ 13 พฤศจิกายน ค.ศ.2015, 4 ครั้ง ในวันที่ 19 พฤศจิกายน และอีก 1 ครั้ง ในวันที่ 8 ธันวาคม ค.ศ. 2015

และจากรายงานในเดือนเมษายน ปี ค.ศ. 2018 ก็คาดว่า แหล่งกำเนิดของสัญญาณนั้นน่าจะมาจากแกแล็คซี่แคระที่อยู่ห่างจากโลกของเราประมาณ 3 พันล้านปีแสง ที่ตรวจพบว่ามีค่าของแสงที่ส่งออกมาจากใจกลางแกแล็คซี่น้อยมาก

ในวันที่ 26 สิงหาคม ปี ค.ศ. 2017 นักดาราศาสตร์ได้ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุกรีนแบงค์ แล้วตรวจพบสัญญาณซ้ำๆเพิ่มเติมขึ้นอีก 15 ครั้งที่มากจาก FRB 121102 และมีความถี่สูงมากที่ระหว่าง 5 ถึง 8 GHz (กิกะเฮิรตซ์)

ซึ่งการที่คลื่นโพลาไรซ์สูงนั้น ก็จะหมายถึง “การบิด” ของคลื่นที่สูงขึ้นด้วย การเกิดขึ้นนี้จะสามารถก่อตัวขึ้นได้เมื่อเคลื่อนผ่านพลาสมาร้อนด้วยสนามแม่เหล็กกำลังสูงมากๆ และจากการพิจารณาลักษณะของคลื่นระเบิดวิทยุ FRB 121102 ก็พบว่า มันมีค่าการบิด หรือ ค่าโพลาไรซ์มากกว่าสัญญาณ FRB ที่พบก่อนหน้าถึง 500 เท่า!

กล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซิโบ (Arecibo radio telescope) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 305 เมตร
กล้องโทรทรรศน์วิทยุอาเรซิโบ (Arecibo radio telescope) ขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 305 เมตร ภาพจาก wikipedia/Seth Shostak/AP

และตั้งแต่ที่พบว่ามันเป็นแหล่งของสัญญาณ FRB ซ้ำๆ จึงคาดว่ามันไม่น่าจะมาจากเหตุการณ์เดียวกัน ดังนั้นหนึ่งในข้อสมมุติฐานขั้นสูงที่รายงานไว้ในเดือน มกราคม ปี ค.ศ. 2018 ก็คือ รูปแบบผิดปกติของการระเบิดซ้ำๆนี้น่าจะมาจากแกนของดาวฤกษ์ที่หนาแน่นมากๆ ที่เราเรียกมันว่า ดาวนิวตรอน ที่อยู่ใกล้กับสนามแม่เหล็กกำลังสูงสุดขั้ว ดังเช่นหลุมดำมวลยวดยิ่ง หรือภายในเนบิวลาเป็นต้น

และในเดือนเมษายน ปี ค.ศ. 2018 ก็มีรายงานว่า FRB 121102 มีการปะทุขึ้นมากถึง 21 ครั้งใน 1 ชั่วโมง ถัดมาในเดือนกันยายน ค.ศ. 2018 ก็มีรายงานเพิ่มเติมว่ามีการระเบิดขึ้นมากถึง 71 ครั้งใน 5 ชั่วโมง และปีต่อมา ในวันที่ 3 กันยายน ปี ค.ศ. 2019 กล้องโทรทรรศน์วิทยุ FAST ของจีน ก็ตรวจพบสัญญาณพัลส์เกิดขึ้นซ้ำๆมากถึง 20 ครั้ง ที่มาจากแหล่งเดียวกันกับ FRB 121102!

ภาพกาแลคซีที่มองเห็นได้ของแหล่งกำเนิด Fast Radio Bursts ที่เรียกว่า FRB 121102
ภาพกาแลคซีที่มองเห็นได้ของแหล่งกำเนิด Fast Radio Bursts ที่เรียกว่า FRB 121102 ภาพจาก Gemini Observatory/AURA/NSF/NRC

สำหรับการตรวจพบสัญญาณ FRB ที่ไม่ซ้ำกันเป็นครั้งแรก เกิดขึ้นในปี ค.ศ. 2019 มันมีชื่อว่า FRB 180924 และจากการติดตามแหล่งที่มาของมันก็พบว่า มันถูกส่งออกมาจากแกแล็คซี่ที่อยู่ห่างไกลจากโลก 3.6 พันล้านปีแสง ซึ่งเป็นแกแล็คซี่ขนาดใกล้เคียงกับทางช้างเผือกมาก อีกทั้งจากการวิเคราะห์สัญญาณก็พบว่า มันมีขนาดใหญ่กว่าสัญญาณจากแหล่งกำเนิด FRB 121102 มากถึง 1,000 เท่า

ต่อมาในวันที่ 2 กรกฎาคม ปี ค.ศ. 2019 นักดาราศาสตร์ก็รายงานว่า ตรวจพบสัญญาณ FRB 190523 แบบไม่เกิดซ้ำขึ้นอีกครั้ง ซึ่งสัญญาณนี้ถูกส่งออกมาจากแกแล็คซี่ขนาดใหญ่เพียงแห่งเดียว โดยมีค่าเรดชิฟ (Redshift) อยู่ที่ 0.66 และอยู่ห่างไกลจากโลกมากสุดถึง 8 พันล้านปีแสง!

สมมติฐานของต้นกำเนิดสัญญาณ

จากการประเมินแหล่งกำเนิดสัญญาณก็พบว่า มันมีขนาดเล็กเพียงไม่กี่ร้อยกิโลเมตรหรือน้อยกว่านั้น และการระเบิดของมันก็กินเวลาเพียงไม่กี่มิลลิวินาที และหากมันระเบิดไกลมาจากจักรวาลมากขนาดนั้น แหล่งกำเนิดของมันก็จะต้องมีพลังงานมหาศาล ชนิดที่ว่า เพียงแค่การปลดปล่อยพลังงานของมัน 1 ในพันวินาที ก็สามารถเทียบเท่าได้กับการปลดปล่อยพลังงานของดวงอาทิตย์เราในตลอดช่วงเวลา 80 ปี!

หนึ่งในคำอธิบายของเหตุการณ์ครั้งยิ่งใหญ่นี้อาจสรุปได้ว่า มันคือการชนกันของวัตถุมวลสารที่มีความหนาแน่นสูงมาก อย่างเช่นการชนกันของหลุมดำ หรือดาวนิวตรอน ซึ่งอาจทำให้เราเห็นถึงความเชื่อมโยงระหว่างรังสีแกมม่าที่ปะทุได้

บางคนสันนิษฐานว่าสัญญาณเหล่านี้อาจถูกประดิษฐ์ขึ้นมาจากแหล่งกำเนิด ซึ่งนั้นอาจเป็นสัญญาณอะไรบางอย่างจากสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาข้างนอกนั่น กรณีนี้ก็คล้ายกับครั้งที่นักวิทยาศาสตร์ค้นพบพัลซาร์ได้เป็นครั้งแรก ซึ่งมันหมุนเร็วมากจนบางคนเชื่อว่ามันคือเทคโนโลยีของอารยธรรมต่างดาว จนถึงขั้นตั้งชื่อเล่นให้กับมันไปว่า LGM-1 ซึ่งย่อมาจากคำว่า “little green men” หรือ “มนุษย์ตัวน้อยสีเขียว”

ปัจจุบันแหล่งกำเนิดของสัญญาณ FRB ยังคงเป็นปริศนา
ปัจจุบันแหล่งกำเนิดของสัญญาณ FRB ยังคงเป็นปริศนา ภาพโดย JINGCHUAN YU, BEIJING PLANETARIUM / NRAO

ในปี ค.ศ. 2007 มีการเสนอว่าสัญญาณ fast radio bursts มีความสัมพันธ์กันกับเปลวเพลิงพลังงานสูง ของ ดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กกำลังแรงมากๆ หรือที่เรียกว่าดาว “แมกนีทาร์” (hyperflares of Magnetar) และต่อมาในปี ค.ศ. 2015 ก็มีสามงานวิจัยที่สนับสนุนข้อสมมติฐานเดียวกันนี้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง พลังงานจากซุปเปอร์โนวาก็อาจเป็นแหล่งกำเนิดให้กับสัญญาณ FRB ได้เช่นเดียวกัน

อีกข้อสมมติฐานก็คือแหล่งกำเนิดของสัญญาณ อาจมาจาก “บลิทเซอ” (Blitzar) ที่ถูกเสนอเอาไว้โดยสองนักดาราศาสตร์ “ไฮโน ฟัลกา” (Heino Falcke) และ “ลูเซียโน รีซโซลา” (Luciano Rezzolla) ในปี ค.ศ. 2013 Blitzar นั้นถือเป็นเทหวัตถุทางดาราศาสตร์ชนิดหนึ่ง (โดยสมมติฐาน) ที่หมุนรอบตัวเองไวมากแบบเดียวกับพัลซาร์ก่อนที่กำลังหมุนของมันจะลดลง และไม่อาจต้านทานต่อแรงโน้มถ่วงได้อีกต่อไป จนยุบตัวเองลงมากลายเป็นหลุมดำ ซึ่งภายหลังจากที่ดาว Blitzar ได้ยุบหายไปในหลุมดำทั้งดวงแล้ว พลังงานสนามแม่เหล็กรอบดาวของมัน ก็จะถูกเปลี่ยนไปเป็นการระเบิดออกอย่างรุนแรงภายในพลังงานของคลื่นความถี่วิทยุ ซึ่งถ้า Blitzar มีอยู่จริง เราก็อาจได้ความรู้ใหม่ๆเพิ่มขึ้นอีก ที่เกี่ยวกับการก่อตัวของหลุมดำ

 Blitzar ที่หมุนเร็วและมีสนามแม่เหล็กเข้มข้นสูงมาก ก่อนที่มันจะยุบตัวลงมากลายเป็นหลุมดำ
Blitzar ที่หมุนเร็วและมีสนามแม่เหล็กเข้มข้นสูงมาก ก่อนที่มันจะยุบตัวลงมากลายเป็นหลุมดำ ภาพจาก Sky & Telescope, Gregg Dinderman

ในปี ค.ศ. 2014 มีข้อเสนอแนะว่า ภายหลังการยุบตัวของพัลซาร์ที่ถูกกระทำโดยสสารมืด ก็จะส่งผลทำให้สนามแม่เหล็กพัลซาร์ได้แผ่ขยายกว้างออกไปอย่างรวดเร็วจนกลายมาเป็นที่มาของสัญญาณ FRB ในท้ายที่สุด

ในปี ค.ศ. 2015 มีข้อเสนอว่าสัญญาณ FRB อาจเกิดมาจากการสลายตัวของ กลุ่มอนุภาคย่อยที่เรียกว่า “แอคซิออน” (Axion) ซึ่งเป็นอนุภาคมวลน้อยมากๆและยังตรวจหาไม่ได้ ปัจจุบันอนุภาค Axion ยังคงเป็นอนุภาคในสมมุติ และถ้ามันมีอยู่จริงๆในจักรวาล มันก็อาจช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจถึงองค์ประกอบส่วนหนึ่งของของสสารมืดที่เรียกว่า สสารมืดเย็นได้ (cold dark matter)

แหล่งที่มาประหลาดอีกแบบหนึ่งก็คือ มันอาจเป็นเส้นคอสมิค (cosmic strings) ที่กระเพื่อมจนก่อให้เกิดกลายเป็นคลื่นระเบิดเหล่านี้ออกมา ซึ่งเส้นคอสมิคเหล่านี้มีปฏิสัมพันธ์กับพลาสมาที่แทรกซึมอยู่ทั่วไปในยุคเริ่มแรกของจักรวาล

เครือข่ายของเส้นคอสมิคในจักรวาลที่โยงใยไปทั่ว
เครือข่ายของเส้นคอสมิคในจักรวาล

ในปี ค.ศ. 2016 การยุบสลายตัวของสนามแม่เหล็ก ของหลุมดำเคอร์ – นิวแมน (Kerr–Newman black holes) ก็อาจเป็นทางออกให้กับคำอธิบายของแหล่งกำเนิดสัญญาณ FRB ได้เช่นกัน และถ้าหากสัญญาณ FRB มีแหล่งกำเนิดมาจากการระเบิดของหลุมดำจริง ก็เท่ากับว่าเราสามารถตรวจจับผลกระทบที่มาจากควอนตัมแรงโน้มถ่วงได้เป็นครั้งแรกอีกด้วย

ในช่วงต้นปี ค.ศ. 2017 เคยมีการนำเสนอว่าสนามแม่เหล็กเข้มข้นสูงที่อยู่ใกล้กับหลุมดำมวลยวดยิ่ง อาจทำให้เกิดความไม่เสถียรขึ้นได้ภายในสนามแม่เหล็กของพัลซาร์ จึงทำให้เกิดการปลดปล่อยพลังงานที่กักเก็บเอาไว้กลายเป็นพลังงานของ FRB ในท้ายที่สุด

จะเห็นได้ว่าสัญญาณ FRB ถ้าไม่นับที่ตรวจพบโดยฝีมือมนุษย์แล้ว ส่วนใหญ่มักจะมีแหล่งกำเนิดมาจากนอกแกแล็คซี่ทางช้างเผือก จนถึงทุกวันนี้นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่ทราบว่าต้นกำเนิดของสัญญาณ FRB นั้นคืออะไรกันแน่ ที่มีอยู่ก็เป็นแต่เพียงข้อสมมุติฐานเท่านั้นเช่น ต้นกำเนิดของมันอาจมาจากดาวนิวตรอน, พัลซาร์, การระเบิดของซุปเปอร์โนวา, หลุมดำมวลยวดยิ่ง, การชนกันของดาวนิวตรอน และอื่นๆ หรือไม่ก็อาจมาจากเทคโนโลยีขั้นสูงของสิ่งมีชีวิตทรงภูมิปัญญาอันห่างไกลก็เป็นได้!

แหล่งอ้างอิง Fast radio burst

Sci Ways
Sci Ways
นักเดินทางข้ามกาลเวลา
YouTube
กลับสู่บนสุด