ฝุ่นอวกาศจากซูเปอร์โนวาถูกพบที่ทวีปแอนตาร์กติกา

          อวกาศที่มืดดำไม่ได้ว่างเปล่า แต่มันเต็มไปด้วยฝุ่นอวกาศ (Space Dust) ที่อยู่ในกลุ่มเมฆระหว่างดวงดาวท้องถิ่น (Local Interstellar Cloud) ซึ่งหลุดกระเด็นออกมาจากดาวเคราะห์ ดาวเคราะห์น้อย ดาวหาง และการระเบิดของดาวฤกษ์ ระบบสุริยะของเราเคลื่อนผ่านเมฆฝุ่นนี้อยู่ตลอดเวลาทำให้ฝุ่นอวกาศตกสู่โลกอยู่ทุกขณะ ฝุ่นอวกาศเหล่านี้บางครั้งอาจเล็กจนมองไม่เห็นด้วยตาเปล่าทำให้พวกมันอาจพุ่งชนชุดของนักบินอวกาศจนเกิดเป็นรู แต่ระบบสุริยะก็มีวิธีจัดการกับฝุ่นเหล่านี้ให้ลดจำนวนลง โดยฝุ่นที่มีขนาดเล็กกว่าระดับไมครอนจะถูกแรงดันรังสี (Radiation Force) ของดาวฤกษ์พัดพาออกจากระบบสุริยะ ส่วนฝุ่นที่มีขนาดใหญ่กว่าจะโคจรอยู่ในอวกาศหรือถูกแรงโน้มถ่วงของดาวฤกษ์ดึงเข้าหา กระบวนการนี้เรียกว่า Poynting-Roberson Effect ถูกเสนอโดย John Henry Poynting และ Howard Percy Robertson เมื่อปี ค.ศ.1903 ดังรูป           ต้นเดือนสิงหาคมที่ผ่านมา นักวิทยาศาสตร์ที่ Kohnen Station ซึ่งเป็นสถานีวิจัยขั้วโลกที่ถูกตั้งชื่อตามนักธรณีฟิสิกส์ Heinz Kohnen ได้ค้นพบฝุ่นอวกาศในชั้นหิมะที่ตกอยู่ใกล้ๆ สถานีวิจัยที่ทวีปแอนตาร์กติกา พวกเขาได้ส่งตัวอย่างหิมะจำนวน 500 กิโลกรัมที่มีอายุน้อยกว่า 20 ปีซึ่งปนเปื้อนฝุ่นอวกาศไปยังห้องปฏิบัติการในเมืองมิวนิค จากนั้นทำการละลายหิมะเพื่อกรองฝุ่นอวกาศออกจากส่วนประกอบอื่นแล้ววิเคราะห์หาส่วนประกอบของมันด้วยเครื่อง Accelerator Mass Spectrometer พวกเขาพบว่าฝุ่นอวกาศดังกล่าวอุดมไปด้วยไอโซโทปกัมมันตรังสีของธาตุเหล็ก-60 (60Fe) ที่หาไม่ได้บนโลกและมีครึ่งชีวิต (Half-Life) ประมาณ 2.6 ล้านปี โดยไอโซโทปดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้เมื่อรังสีคอสมิก (Cosmic Ray) เข้ากระทบกับฝุ่นในอวกาศ หรือเกิดขึ้นได้เป็นปริมาณมากจากผลผลิตของซูเปอร์โนวา (Supernova)


           เพื่อความแน่ชัดของคำตอบว่าฝุ่นอวกาศที่ปนเปื้อนธาตุเหล็ก-60 นี้มาจากไหน นักวิทยาศาสตร์ได้ทำการเปรียบเทียบอัตราส่วนของธาตุเหล็ก-60 กับธาตุแมงกานีส-53 (53Mn) ซึ่งเกิดจากรังสีคอสมิกเช่นกัน ผลการวิเคราะห์พบว่าฝุ่นอวกาศนี้มีธาตุเหล็ก-60 มากกว่าธาตุแมงกานีส-53 ในสัดส่วนที่สูงกว่าที่จะเกิดจากรังสีคอสมิกในระบบสุริยะ การมีธาตุเหล็ก-60 ในปริมาณมากจึงเป็นหลักฐานที่ค่อนข้างชัดเจนว่าฝุ่นอวกาศนี้น่าจะเกิดจากซูเปอร์โนวาในอดีตที่อยู่ไม่ไกลจากระบบสุริยะของเรามากนัก

             ในความเป็นจริง ธาตุเหล็ก-60 สามารถถูกสร้างขึ้นได้จากการระเบิดของระเบิดนิวเคลียร์ แต่เนื่องจากบริเวณดังกล่าวไม่เคยมีการปนเปื้อนสารกัมมันตรังสีจากระเบิดนิวเคลียร์มาก่อน แหล่งกำเนิดอีกแห่งคือภายในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์ แต่ธาตุเหล็ก-60 ในเตาปฏิกรณ์นิวเคลียร์มีปริมาณน้อยและถูกจำกัดเอาไว้ทำให้รั่วไหลออกสู่สิ่งแวดล้อมได้ยาก ก่อนหน้านี้ประมาณสองทศวรรษ นักวิทยาศาสตร์เคยพบธาตุเหล็ก-60 ในหินตะกอนโบราณใต้ทะเลลึกที่มหาสมุทรแปซิฟิก แอตแลนติก และอินเดีย รวมถึงอุกกาบาตที่เก็บมาจากดวงจันทร์ในภารกิจของโครงการอะพอลโล 12 15 และ 16 ดังนั้นการพบฝุ่นอวกาศที่มีธาตุเหล็ก-60 ที่ทวีปแอนตาร์กติกาในครั้งนี้จึงเป็น “ครั้งแรก” ที่พวกมันถูกพบในดินแดนน้ำแข็งขั้วโลก ไม่แน่ว่าดินแดนน้ำแข็งซึ่งถูกรบกวนจากกิจกรรมของมนุษย์ค่อนข้างน้อยอาจเก็บงำความลับที่น่าสนใจอย่างอื่นไว้อีกก็เป็นได้

 

อ้างอิง
 

• http://planetfacts.org/poynting-robertson-effect/
• https://www.sciencedaily.com/releases/2019/08/190820101623.htm?fbclid=IwAR2eTfktPPnxp4RlYFvdkbX-d01jrh-l7EFSj8H94jS6pMmonSK6fQWTUgg
• https://www.livescience.com/space-dust-antarctica.html?fbclid=IwAR3IMOXnfjHOjW1r5r38iDBUfUE2bjKTS3CgTfO9jozHhwBYDOMKnTkxK0g
• https://m.phys.org/news/2019-08-scientists-star-antarctic.html?fbclid=IwAR1tWdhOflrmsJdCyiTn0QejZBl3E3ftFQqLdIUT0Rd5-nqf__Nnqibz2ns
• https://astronomy.com/news/2019/08/supernova-dust-found-hidden-in-antarctic-snow?fbclid=IwAR0X3pFG1dO8frpOWpmiJgbrscWuuSy4RT0nndcGCnd1eMvM8fKey_i8VFQ