“เนบิวลาผีเสื้อ” กางปีกโบยบินบนอวกาศ

        จะไปกับแสงสี กับปีกสีสวยๆ ถ้าคุณได้เห็นแล้วจะหลงเสน่ห์ปีกผีเสื้ออันงดงามของ “ NGC 6302” หรือ “เนบิวลาผีเสื้อ” เป็นเนบิวลาดาวเคราะห์ที่อยู่ในกลุ่มดาวแมงป่อง (Scorpius) ห่างจากโลกประมาณ 2,500 – 3,800 ปีแสง เมื่อสังเกตในช่วงคลื่นอินฟราเรดใกล้ (near-infrared) จะพบแถบแก๊สคล้ายรูปตัว “S” (บริเวณพื้นที่สีส้มจากซ้ายล่างไปยังขวาบน) เป็นไอออนของเหล็ก คาดว่าเคยเป็นจานล้อมรอบดาวฤกษ์มาก่อน แล้วถูกเป่าให้กระเด็นออกจากดาวฤกษ์ จึงแพร่กระจายออกไปในทิศทางที่แตกต่างจากมวลสารโดยรอบ

            นอกจากนี้ บริเวณที่เป็นปีกของผีเสื้อมีอุณหภูมิสูงกว่า 20,000 องศาเซลเซียส และเคลื่อนที่ไปในอวกาศเร็วกว่า 960,000 กิโลเมตรต่อชั่วโมง

            เนบิวลาดาวเคราะห์ (Planetary Nebula) คือ จุดจบของดาวฤกษ์มวลปานกลาง เมื่อการเผาไหม้ไฮโดรเจนที่ขับเคลื่อนปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชันหยุดลง แกนกลางของดาวฤกษ์จะเสียเสถียรภาพและยุบตัวลงเข้าหาศูนย์กลาง แต่แรงยุบตัวยังไม่มากพอที่จะเอาชนะแรงดันดีเจนเนอเรซีของอิเล็กตรอน (electron degeneracy pressure) ทำให้การยุบตัวหยุดลง กลายเป็น “ดาวแคระขาว” ในขณะเดียวกันเปลือกนอกและมวลสารของดาวจะหลุดออกและขยายตัวไปในอวกาศกลายเป็น “เนบิวลาดาวเคราะห์”

            เนบิวลาดาวเคราะห์ส่วนใหญ่มีรูปร่างเป็นวงกลม เกิดจากดาวฤกษ์ในสภาพดาวยักษ์แดงที่ค่อย ๆ สูญเสียมวลสารออกสู่อวกาศ แต่ก็มีบางเนบิวลาที่มีรูปร่างต่างออกไป เช่น เนบิวลา MyCn 18 ที่มีรูปร่างคล้ายนาฬิกาทราย หรือ NGC 6302 แห่งนี้ที่มีรูปร่างคล้ายปีกผีเสื้อ ซึ่งที่ใจกลางเนบิวลาจะต้องมีแหล่งกำเนิดพลังงานอันมหาศาล จนทำให้สามารถปัดเป่ามวลสารออกมาเป็นโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นนี้ได้ ทั้งนี้นักดาราศาสตร์ก็ยังไม่สามารถยืนยันได้ว่าเกิดจากกระบวนการใด เพราะดาวยักษ์แดงทั่วไปก็ไม่น่าจะมีพลังงานสูงเพียงพอให้เกิดกระบวนการเช่นนี้ได้ นักดาราศาสตร์จึงคาดการณ์ว่า อาจมีดาวฤกษ์อีกดวงหนึ่งที่ซุกซ่อนอยู่ภายในใจกลางเนบิวลา โดยแรงโน้มถ่วงและลมจากดาวฤกษ์ที่มากกว่าหนึ่งดวงอาจทำให้เกิดโครงสร้างที่ซับซ้อนเช่นนี้ได้

            นอกจากนี้หากดูโครงสร้างที่ดูเหมือนผีเสื้อในจักรวาลที่กำลังกางปีก แต่ไม่มีอะไรอ่อนโยนหรือบอบบางเกี่ยวกับการปะทุครั้งใหญ่นี้ ใน Caldwell 69 ซึ่งจัดอยู่ในประเภท NGC 6302 และรู้จักกันทั่วไปในชื่อเนบิวลาผีเสื้อหรือเนบิวลาแมลง ชั้นของก๊าซกำลังถูกพ่นออกมาจากดาวฤกษ์คล้ายดวงอาทิตย์ที่เชื้อเพลิงนิวเคลียร์หมดแล้ว

            ดาวฤกษ์มวลปานกลางจะเติบโตอย่างไม่เสถียรเมื่อเชื้อเพลิงหมด ซึ่งนำไปสู่การขับไล่สสารออกสู่อวกาศอย่างรวดเร็วด้วยความเร็วมากกว่าหนึ่งล้านไมล์ต่อชั่วโมง กระแสรังสีอัลตราไวโอเลตที่มีพลังงานสูงทำให้สสารที่ถูกขับออกนั้นเรืองแสง แต่ในที่สุดเนบิวลาจะจางหายไปและทิ้งไว้เพียงซากดาวฤกษ์ขนาดเล็กที่เรียกว่าดาวแคระขาว ดวง อาทิตย์ วัยกลางคนของเราสามารถคาดหวังชะตากรรมที่คล้ายคลึงกันได้เมื่อเชื้อเพลิงหมดในอีกประมาณ 5 พันล้านปี

            อย่างไรก็ตาม “คอลด์เวลล์ 69” เป็นที่รู้จักกันในชื่อเนบิวลาดาวเคราะห์แต่ไม่เกี่ยวข้องกับดาวเคราะห์ คำนี้ถูกคิดขึ้นโดยวิลเลียม เฮอร์เชล นักดาราศาสตร์ผู้ค้นพบเนบิวลาผีเสื้อในปี ค.ศ. 1826 เนบิวลาดาวเคราะห์มีลักษณะเป็นทรงกลมเรืองแสงคล้ายดาวเคราะห์ผ่านกล้องโทรทรรศน์ขนาดเล็กของเขา แม้ว่าดาวฤกษ์ที่ก่อให้เกิดเนบิวลาดาวเคราะห์อาจเคยมีดาวเคราะห์โคจรอยู่รอบ ๆ ก็ตาม นักวิทยาศาสตร์คาดว่าความตายอันร้อนแรงที่ดาวฤกษ์เหล่านี้ต้องเผชิญในท้ายที่สุดจะทำลายหรือทำให้ดาวเคราะห์ที่โคจรอยู่นั้นไม่สามารถอยู่อาศัยได้อีกต่อไป

            เนบิวลาผีเสื้อตั้งอยู่ห่างออกไปประมาณ 4,000 ปีแสงในกลุ่มดาวแมงป่อง กล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลถ่ายภาพระยะใกล้นี้ในปี พ.ศ. 2552 โดยใช้กล้อง Wide Field Camera 3 ซึ่งนักบินอวกาศติดตั้งไว้ในภารกิจซ่อมบำรุงกระสวยอวกาศครั้งสุดท้าย

             การสังเกตการณ์เหล่านี้สามารถตรวจจับดาวฤกษ์ใจกลางเนบิวลาได้เป็นครั้งแรก นักดาราศาสตร์ยังได้เปรียบเทียบการสังเกตการณ์ในปี พ.ศ. 2552 กับภาพที่ถ่ายโดยกล้อง Wide Field and Planetary Camera 2 ของฮับเบิลในปี พ.ศ. 2543 เพื่อวิเคราะห์การเคลื่อนที่ของกลีบสสารที่ถูกผลักออกไปสองกลีบ ซึ่งดูเหมือนจะเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วในเหตุการณ์เมื่อ 2,250 ปีก่อน ส่วนอื่นๆ ของเนบิวลา โดยเฉพาะวงแหวนสสารขนาดใหญ่หนาแน่นรอบดาวฤกษ์ใจกลาง เกิดขึ้นอย่างช้าๆ โดยเริ่มต้นเมื่อประมาณ 5,000 ปีก่อน และสิ้นสุดลงเมื่อประมาณ 2,900 ปีก่อน ก่อนที่จะเกิดการผลักกลีบสสารออกไป ความล่าช้าระหว่างเหตุการณ์เหล่านี้ทำให้สามารถบอกเบาะแสได้ว่าสภาพแวดล้อมของดาวฤกษ์ได้รับการปรับเปลี่ยนไปอย่างไรเมื่อดาวฤกษ์ศูนย์กลางวิวัฒนาการ

            เนบิวลาผีเสื้อมีความสูงที่สุดและมองเห็นได้ดีที่สุดในซีกโลกใต้ในช่วงฤดูหนาว จากซีกโลกเหนือ ฤดูที่ดีที่สุดคือฤดูร้อน แต่สำหรับผู้สังเกตการณ์ส่วนใหญ่ เนบิวลาจะปรากฏค่อนข้างต่ำเหนือขอบฟ้าทางทิศใต้ ด้วยความสว่าง 9.5 แมกนิจูด

             เนบิวลาผีเสื้อนี้จึงมองเห็นได้ชัดเจนด้วยกล้องส่องทางไกลในท้องฟ้ามืด แต่กล้องโทรทรรศน์จะให้ภาพที่ดีกว่า ในภาพจากกล้องโทรทรรศน์ฮับเบิลด้านบน มีการใช้ฟิลเตอร์ที่แยกการปลดปล่อยก๊าซออกซิเจน ฮีเลียม ไฮโดรเจน ไนโตรเจน และกำมะถันออกจากเนบิวลาดาวเคราะห์เพื่อสร้างภาพสีผสม เมื่อมองผ่านกล้องโทรทรรศน์ คุณจะได้เห็นสิ่งที่ชวนให้นึกถึงคราบควันขนาดเล็ก ใช้กล้องโทรทรรศน์ขนาดกลางถึงขนาดใหญ่ภายใต้ท้องฟ้ามืดเพื่อมองเห็นรูปร่างของเนบิวลาผีเสื้อ

            เพิ่มเติมในข้อสงสัยของผู้เขียนเอง อืม! ความน่ารักของเนบิวลาอุ้งเท้าแมว กับเนบิวลาผีเสื้อนี้อยู่ใกล้กันหรือไม่ ค้นหาคำตอบแล้วคือ เนบิวลาปีกผีเสื้อ (Butterfly Nebula) และเนบิวลาอุ้งเท้าแมว (Cat's Paw Nebula) ไม่ได้อยู่ใกล้กัน โดยเนบิวลาปีกผีเสื้อตั้งอยู่ในกลุ่มดาว หงส์ (Cygnus) ห่างจากโลกประมาณ 3,800 ปีแสง ในขณะที่เนบิวลาอุ้งเท้าแมวตั้งอยู่ในกลุ่มดาว แมงป่อง (Scorpius) ห่างจากโลกประมาณ 4,200 ปีแสง

*************