xs
xsm
sm
md
lg

นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวแมกนีทาร์ มีอัตราการหมุนช้ากว่าในทฤษฎี

เผยแพร่:   ปรับปรุง:   โดย: ผู้จัดการออนไลน์


เพจสถาบันวิจัยดาราศาสตร์เเห่งชาติ โพสต์ระบุว่า นักดาราศาสตร์ค้นพบดาวนิวตรอนที่หมุนช้าเกินกว่าที่ทฤษฎีทำนายเอาไว้ ฉีกความเข้าใจที่เรามีอยู่ บ่งชี้ให้เห็นถึงรอยต่อของทฤษฎีและความเข้าใจในแมกนีทาร์ที่อาจจะยังไม่สมบูรณ์

ดาวฤกษ์แต่ละดวงจะมีจุดจบที่แตกต่างกันออกไป สำหรับดาวบางดวงนั้น จะจบลงด้วยการระเบิดครั้งยิ่งใหญ่ ก่อนส่วนที่เหลืออยู่จะยุบตัวลง ภายใต้แรงโน้มถ่วงอันมหาศาลเสียจนอิเล็กตรอนถูกบีบอัดให้เข้าไปอยู่ภายในนิวเคลียส จากแกนกลางที่เปรียบได้กับเตาปฏิกรณ์ที่ให้พลังงานแก่ดาวฤกษ์ขนาดมหึมา ถูกบีบอัดจนรวมตัวกลายมาเป็นอะตอมขนาดยักษ์ขนาด 20 กิโลเมตรที่หมุนอยู่ด้วยเร็วสูง ดาวนิวตรอนนี้เป็นวัตถุที่มีแรงโน้มถ่วงและความหนาแน่นมากที่สุดชนิดหนึ่งในเอกภพ มวลเพียงหนึ่งช้อนโต๊ะของดาวนิวตรอนนั้น จะมีน้ำหนักได้ถึง 1 พันล้านตันเลยทีเดียว

นักวิทยาศาสตร์คาดการณ์กันว่า แม้ว่าดาวนิวตรอนนั้นจะประกอบด้วยนิวตรอนเป็นส่วนมาก แต่ประจุบวกและลบบางส่วนบนพื้นผิวจะสามารถไหลเวียนไปมาบนพื้นผิวได้อย่างอิสระไร้ซึ่งแรงเสียดทาน และบนพื้นผิวของดาวนิวตรอนนั้นน่าจะเป็นตัวนำยิ่งยวดที่ซึ่งกระแสไฟฟ้าจะไหลเวียนไปอย่างไม่มีวันสิ้นสุด ก่อให้เกิดสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มระดับล้าน ถึงล้านล้านเท่าของสนามแม่เหล็กโลก

สนามแม่เหล็กที่เข้มข้นเหล่านี้ จะเร่งอนุภาคมีประจุให้หมุนไปรอบ ๆ และจะแผ่รังสีออกมาในช่วงคลื่นวิทยุตามขั้วของสนามแม่เหล็ก การหมุนรอบตัวเองของดาวจะทำให้ขั้วของสนามแม่เหล็ก และคลื่นวิทยุที่แผ่ออกมา เกิดการส่ายไปรอบๆ เมื่อกล้องโทรทรรศน์วิทยุบนโลกสังเกตเห็น จะพบเป็นสัญญาณที่ส่งออกมาเป็นช่วง ๆ เป็นที่มาของคำว่า “พัลซาร์”

แต่ในหมู่พัลซาร์ และดาวนิวตรอนด้วยกันนี้ เราเชื่อว่ามีดาวนิวตรอนอยู่ประเภทหนึ่ง ที่มีสนามแม่เหล็กที่เข้ม และอัตราการหมุนที่ช้ากว่า เรียกกันว่า "แมกนีทาร์" (Magnetars)

โดยปกติแล้ว แมกนีทาร์ที่มีสนามแม่เหล็กเข้มข้นนั้น จะค่อย ๆ สูญเสียพลังงานออกไป จนการหมุนเริ่มช้าลง และในที่สุดก็ไม่สามารถแผ่คลื่นวิทยุออกมาได้อีกต่อไป

แต่เมื่อทีมนักดาราศาสตร์วิทยุจากออสเตรเลีย ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ Murchison Widefield Array (MWA) ศึกษาท้องฟ้าในเดือนกรกฎาคม-กันยายนของปี 2022 พวกเขาได้พบกับแมกนีทาร์ที่มีชื่อว่า GPM J1839-10

ในขณะที่ดาวนิวตรอนทั่วไปนั้น มีคาบในการหมุนอยู่ที่ระดับมิลลิวินาที ไปจนถึงวินาที แมกนีทาร์ทั่ว ๆ ไปอาจจะมีคาบการหมุนอยู่ที่หนึ่งรอบทุก ๆ 2-10 วินาที อย่างไรก็ตาม GPMJ1839-10 กลับมีคาบการหมุนที่ยาวนานถึง 22 นาที และแผ่คลื่นวิทยุออกมานานถึง 5 นาทีในแต่ละครั้ง

และเมื่อลองค้นดูในฐานข้อมูล นักวิจัยก็ค้นพบว่ามีข้อมูลเก่าเมื่อ 33 ปีก่อนที่เคยบันทึกเอาไว้โดยกล้องโทรทรรศน์วิทยุ Very Large Array (VLA) ในสหรัฐอเมริกา แต่ไม่มีใครรู้มาก่อน นั่นหมายความว่า GPMJ1839-10 ที่ควรจะดับไปแล้ว ยังสามารถแผ่คลื่นวิทยุออกมาอย่างต่อเนื่องไม่ต่ำกว่า 33 ปีที่ผ่านมา

จากความเข้าใจปัจจุบันที่เรามีเกี่ยวกับดาวนิวตรอน ดาวนิวตรอนที่อายุมากจะสูญเสียโมเมนตัมเชิงมุมไปและหมุนช้าลงเรื่อย ๆ จนแทบจะหยุดหมุนไปในที่สุด เมื่อการหมุนบนดาวนิวตรอนลดลงแล้ว เราคาดว่าสนามแม่เหล็ก และการแผ่รังสีก็ควรจะลดลงไปด้วย

GPMJ1839-10 จึงนับเป็นแมกนีทาร์คาบยาวดวงที่สองที่เคยมีการค้นพบ เพราะเหตุใดดาวนิวตรอนที่หมุนช้าลงเหล่านี้ยังคงแผ่คลื่นวิทยุออกมาได้อย่างสม่ำเสมอตลอดกว่า 33 ปีที่ผ่านมา นักดาราศาสตร์ยังคงไม่ทราบเป็นที่แน่ชัด สิ่งเดียวที่ดูจะบอกได้ในกรณีนี้ก็คือ ยังมีอะไรอีกมากเกี่ยวกับแมกนีทาร์ที่เราต้องค้นหาต่อ เป็นอีกหนึ่งในหัวข้อวิจัยทางดาราศาสตร์ที่ยังคงต้องดำเนินต่อไป