เส้นทางที่ถูกต้อง

แม้จะมีเรื่องน่าประหลาดใจหลายอย่างระหว่างทาง SN 1987A ไม่ได้นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงขั้นพื้นฐานในวิธีที่นักดาราศาสตร์คิดเกี่ยวกับซุปเปอร์โนวา David Arnett นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยแอริโซนาในทูซอนกล่าวว่า “มันกระทบจมูกของเราในข้อเท็จจริงที่ว่าเรามาถูกทางแล้ว แนวคิดทั่วไป — ที่สงสัยมานานหลายทศวรรษและส่วนใหญ่ได้รับการยืนยันโดย 1987A — ว่าซุปเปอร์โนวาประเภท 2 ดับลงเมื่อดาวเฮฟวี่เวทหมดเชื้อเพลิงและไม่สามารถรองรับน้ำหนักของตัวเองได้อีกต่อไป

ดาวฤกษ์อาศัยอยู่ในสมดุลที่ละเอียดอ่อนระหว่างแรงโน้มถ่วงและความดันแก๊ส 

แรงโน้มถ่วงต้องการบดขยี้ดาว อุณหภูมิที่สูงและความหนาแน่นสูงในใจกลางของดาวฤกษ์ทำให้นิวเคลียสของไฮโดรเจนชนกันและสร้างฮีเลียม ซึ่งปลดปล่อยพลังงานออกมาอย่างมากมาย พลังงานนั้นเพิ่มแรงดันและควบคุมแรงโน้มถ่วง เมื่อแกนกลางของดาวหมดไฮโดรเจน มันจะหลอมฮีเลียมเป็นคาร์บอน ออกซิเจน และไนโตรเจน สำหรับดวงดาวอย่างดวงอาทิตย์ นั่นก็เท่ากับที่พวกมันได้รับ แต่ถ้าดาวฤกษ์มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ถึงแปดเท่า มันก็จะเคลื่อนที่ต่อไปได้ โดยสร้างองค์ประกอบที่หนักกว่า น้ำหนักทั้งหมดที่แกนกลางช่วยรักษาความดันและอุณหภูมิให้สูงมาก ดาวจะหลอมธาตุที่หนักขึ้นเรื่อยๆ จนกระทั่งเกิดธาตุเหล็ก แต่เหล็กไม่ใช่เชื้อเพลิงที่เป็นตัวเอก การหลอมรวมกับอะตอมอื่นไม่ปล่อยพลังงาน มันดูดพลังงานจากสิ่งรอบตัว

หากไม่มีแหล่งพลังงานที่จะต่อสู้กับแรงโน้มถ่วง ดาวฤกษ์จำนวนมากก็ตกลงสู่แกนกลางของ มัน แกนกลางยุบตัวลงจนกลายเป็นลูกบอลนิวตรอน ซึ่งสามารถอยู่รอดได้ในฐานะดาวนิวตรอน ซึ่งเป็นลูกกลมร้อนขนาดประมาณเมืองที่มีความหนาแน่นมากกว่านิวเคลียสของอะตอม หากมีก๊าซเพียงพอจากดาวฤกษ์ที่กำลังจะตายไหลลงมาที่แกนกลาง ดาวนิวตรอนก็จะสูญเสียการสู้รบกับแรงโน้มถ่วงของตัวเองและก่อตัวเป็นหลุมดำ แต่ก่อนหน้านั้นจะเกิดขึ้น การเริ่มต้นของก๊าซจากส่วนอื่นๆ ของดาวฤกษ์จะกระทบกับแกนกลางและกระเด้ง ทำให้เกิดคลื่นกระแทกกลับขึ้นสู่ผิวดาว ฉีกดาวออกเป็นชิ้นๆ ในการระเบิดที่ตามมา ธาตุที่หนักกว่าเหล็กจะถูกหลอม มากกว่าครึ่งของตารางธาตุอาจมีต้นกำเนิดจากซุปเปอร์โนวา

องค์ประกอบที่เกิดขึ้นใหม่ไม่ใช่สิ่งเดียวที่ซุปเปอร์โนวาพ่นออกมา นักทฤษฎีได้คาดการณ์ไว้ว่านิวตริโนซึ่งเป็นอนุภาคย่อยของอะตอมที่แทบไม่มีมวลเกือบซึ่งแทบไม่มีปฏิสัมพันธ์กับสสาร ควรจะปล่อยออกมาในระหว่างการยุบตัวของแกนกลาง และในปริมาณที่ไม่น้อยเลย แม้จะมีลักษณะที่น่ากลัว แต่นิวตริโนถูกสงสัยว่าเป็นแรงผลักดันหลักที่อยู่เบื้องหลังซูเปอร์โนวา โดยฉีดพลังงานเข้าไปในคลื่นกระแทกที่กำลังพัฒนา และคิดเป็นประมาณ 99 เปอร์เซ็นต์ของพลังงานที่ปล่อยออกมาจากการระเบิด และเนื่องจากพวกมันเคลื่อนผ่านกลุ่มดาวฤกษ์จำนวนมากโดยไม่มีสิ่งกีดขวาง นิวตริโนจึงสามารถเริ่มต้นจากดาวฤกษ์ และมาถึงโลกก่อนจะเกิดการระเบิดของแสง

การยืนยันการคาดการณ์นี้เป็นหนึ่งในความสำเร็จครั้งใหญ่ในปี 1987A 

เครื่องตรวจจับนิวตริโนสามเครื่องในทวีปต่างๆ ลงทะเบียนการอัพทิกเกือบพร้อมกันในนิวตริโนประมาณสามชั่วโมงก่อนที่เชลตันจะบันทึกแสงวาบ เครื่องตรวจจับ Kamiokande II ในญี่ปุ่นนับได้ 12 นิวทริโน สถานที่ IMB ในโอไฮโอตรวจพบแปดและหอสังเกตการณ์ Baksan Neutrino ในรัสเซียตรวจพบอีกห้าแห่ง โดยรวมแล้ว มีการบันทึกนิวตริโน 25 ตัว ซึ่งเป็นปริมาณนิวตริโนที่ท่วมท้น

Sean Couch นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยแห่งรัฐมิชิแกนในอีสต์แลนซิงกล่าวว่า “นั่นเป็นเรื่องใหญ่มาก “นั่นบอกเราอย่างไม่ต้องสงสัยเลยว่าดาวนิวตรอนก่อตัวและแผ่นิวตริโนออกมา”

ในขณะที่คาดว่านิวตริโนจะเป็นประเภทดาวฤกษ์ที่เกิดซูเปอร์โนวาไม่ได้ ก่อนปี 1987A นักดาราศาสตร์คิดว่ามีเพียงดาวสีแดงอ้วนที่เรียกว่าซุปเปอร์ไจแอนต์สีแดงเท่านั้นที่สามารถจบชีวิตของพวกเขาในซุปเปอร์โนวา เหล่านี้คือดวงดาวขนาดมหึมา ตัวอย่างหนึ่งที่อยู่ใกล้เคียง ดาวสว่าง Betelgeuse ในกลุ่มดาวนายพราน อย่างน้อยก็กว้างพอๆ กับวงโคจรของดาวอังคาร แต่บรรพบุรุษของ 1987A หรือที่รู้จักในชื่อ Sanduleak -69° 202 (เรียกสั้น ๆ ว่า SK -69 202) ของ SK -69 202) เป็นมหายักษ์สีน้ำเงิน ร้อนแรงกว่า และกะทัดรัดกว่าซูเปอร์ไจแอนต์สีแดงที่คาดไว้อย่างกว้างขวาง 1987A ไม่พอดีกับแม่พิมพ์

“SN 1987A สอนเราว่าเราไม่รู้ทุกอย่าง” Kirshner กล่าว ความประหลาดใจเพิ่มเติมเกิดขึ้นหลังจากการเปิดตัวกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล

อย่างที่ทุกคนทราบกันดีอยู่แล้วว่าไม่มีอันตรายจากการล่มสลาย เพราะจักรวาลไม่ได้อยู่นิ่งในตอนแรก แต่กำลังขยายตัวอย่างรวดเร็ว หลังจากที่ Edwin Hubble ได้สร้างการขยายตัวดังกล่าวแล้ว Einstein ได้ละทิ้งแลมบ์ดาว่าไม่จำเป็น (หรืออย่างน้อยก็ให้ตั้งค่าให้เท่ากับศูนย์ในสมการของเขา) คนอื่น ๆ สร้างขึ้นจากรากฐานของไอน์สไตน์เพื่อให้ได้มาซึ่งคณิตศาสตร์ที่จำเป็นในการทำความเข้าใจการค้นพบของฮับเบิล ในที่สุดก็นำไปสู่มุมมองสมัยใหม่ของจักรวาลที่กำลังขยายตัวซึ่งเกิดขึ้นจากการระเบิดของบิกแบง

แต่ในทศวรรษ 1990 นักดาราศาสตร์ค้นพบว่าเอกภพไม่เพียงแต่ขยายตัว แต่ยังขยายตัวด้วยอัตราเร่ง การเร่งความเร็วดังกล่าวต้องใช้แรงขับเคลื่อนลึกลับที่มีชื่อเล่นว่า “พลังงานมืด” ซึ่งใช้แรงกดดันด้านลบในอวกาศ ผู้เชี่ยวชาญหลายคนเชื่อว่าค่าคงที่จักรวาลวิทยาของไอน์สไตน์ ซึ่งขณะนี้ถูกตีความว่าเป็นพลังงานปริมาณคงที่โดยมีแรงดันลบที่รวมพื้นที่ทั้งหมด เป็นอัตลักษณ์ที่แท้จริงของพลังงานมืด

ไอน์สไตน์อาจไม่แปลกใจกับเรื่องทั้งหมดนี้ เขาตระหนักว่ามีเพียงครั้งเดียวเท่านั้นที่จะบอกได้ว่าแลมบ์ดาของเขาจะหายไปเป็นศูนย์หรือมีบทบาทในการเคลื่อนที่ของสวรรค์หรือไม่ ในขณะที่เขาเขียนถึง Willem de Sitter นักฟิสิกส์และนักดาราศาสตร์ชาวดัตช์ในปี 1917ว่า “วันหนึ่ง ความรู้ที่แท้จริงของเราเกี่ยวกับองค์ประกอบของท้องฟ้าที่มีดาวฤกษ์คงที่ การเคลื่อนที่ที่ชัดเจนของดาวฤกษ์คงที่ และตำแหน่งของเส้นสเปกตรัมตามฟังก์ชันของระยะทาง คงจะมาไกลพอแล้วที่เราจะสามารถตัดสินใจได้อย่างเป็นรูปธรรมว่าแลมบ์ดาจะหายไปหรือไม่”