บาคาร่าเว็บตรง พบดาวนิวตรอนที่ช้าที่สุดที่สุสานจักรวาล

บาคาร่าเว็บตรง MeerKAT และสัญญาณพัลซาร์ สัญญาณจาก PSR J0901–4046 ที่เคลื่อนไหวช้าๆ แสดงเป็นสีม่วงแดง แสดงเป็นสีน้ำเงินคือสัญญาณจากพัลซาร์อื่นที่เร็วกว่า สัญญาณวิทยุที่เต้นเป็นจังหวะที่ผิดปกติซึ่งเกิดขึ้นจาก “สุสานดาว” อาจเป็นหลักฐานของดาวนิวตรอนประเภทใหม่ ตามที่ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติกล่าว สัญญาณพัลซาร์มาจากดาวนิวตรอนอายุ 53 ล้านปี

ที่หมุนรอบทุกๆ 76 วินาที ซึ่งทำให้ดาวนิวตรอนหมุนช้า

ที่สุดที่เคยสังเกตมา ดาวดวงนี้ถูกกำหนดให้เป็น PSR J0901-4046 และถูกค้นพบโดย กล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKATในแอฟริกาใต้

ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุที่มีมวลใกล้เคียงกับดวงอาทิตย์ แต่ถูกแรงโน้มถ่วงบดทับจนเหลือเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 20 กม. โมเมนตัมเชิงมุมจะถูกสงวนไว้เมื่อดาวถูกบีบอัด ซึ่งหมายความว่าความเร็วการหมุนของดาวจะเพิ่มขึ้น เหมือนกับที่นักสเก็ตลีลาหมุนเร็วขึ้นเมื่อเธอดึงแขนเข้าไป

ดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเป็นที่รู้จักกันดีในการถ่ายทอดลำแสงคลื่นวิทยุที่ปรากฏเป็นพัลส์ไปยังผู้สังเกตการณ์บนโลก กระบวนการปล่อยคลื่นวิทยุขับเคลื่อนโดยการหมุนของดาวฤกษ์ และการถ่ายโอนพลังงานนี้ในที่สุดจะทำให้การหมุนช้าลงจนถึงจุดที่คาดว่าจะหยุดการปล่อยมลพิษ

จังหวะที่ไม่คาดคิด

“สิ่งที่น่าประหลาดใจเกี่ยวกับการค้นพบครั้งนี้คือมันอาศัยอยู่ในสุสานดาวนิวตรอน นั่นทำให้มันพิเศษ” Manisha Calebจากมหาวิทยาลัยซิดนีย์ซึ่งเป็นหัวหน้านักวิจัยในโครงการอธิบาย “เราไม่คาดหวังว่าคลื่นวิทยุจะเกิดขึ้นในภูมิภาคนี้ การค้นพบนี้ได้เปิดพื้นที่ที่ยังไม่ได้สำรวจทั้งหมด ซึ่งเราไม่เคยมองหาดาวนิวตรอนมาก่อน”

“นี่เป็นดาวนิวตรอนที่รู้จักช้าที่สุด” คาเลบซึ่งเป็นผู้เขียน

หลักของบทความในNature Astronomy  ที่อธิบายการค้นพบกล่าวเสริม “ความจริงที่ว่ามันปล่อยคลื่นวิทยุท้าทายความเข้าใจของเราว่าดาวนิวตรอนมีอายุเท่าไร”

ดาวนิวตรอนที่ช้าที่สุดที่ตรวจพบก่อนหน้านี้มีคาบ 23.5 วินาที ซึ่งหมายความว่าการค้นพบใหม่นี้ช้าลงประมาณสามเท่า PSR J0901–4046 ดูเหมือนจะมีอย่างน้อยเจ็ดประเภทพัลส์ที่แตกต่างกันซึ่งบางประเภทเป็นระยะอย่างมาก ประเภทของพัลส์ที่หลากหลายนี้เป็นสิ่งที่นักวิจัยกล่าวว่าไม่เคยเห็นมาก่อน

พัลส์กึ่งคาบ

“ไม่มีดาวนิวตรอนอื่นใดที่แสดงให้เห็นความหลากหลายนี้ ประเภทพัลส์ ‘quasiperiodic’ อาจเกิดจากการสั่นสะเทือนของแผ่นดินไหวหรือการสั่นของดาวนิวตรอนซึ่งอาจเป็นเบาะแสสำคัญต่อกลไกการปล่อยก๊าซที่ทำให้เกิดการระเบิดเหล่านี้” คาเล็บกล่าว “นี่คือจุดเริ่มต้นของดาวนิวตรอนประเภทใหม่ ว่าเกี่ยวข้องกับชั้นเรียนอื่นหรือไม่นั้นยังไม่มีการสำรวจ”

คาเลบ ซึ่งเดิมคือมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ อธิบายว่าการสังเกตนี้เกี่ยวข้องมากกว่าความโชคดีเพียงเล็กน้อย “ความจริงที่ว่าแหล่งกำเนิดเปิดอยู่เพียงประมาณ 0.5% ของระยะเวลาการหมุนหมายความว่าเราโชคดีมากที่ลำแสงได้ตัดกับโลก” เธอกล่าว “เราอาจขาดวัตถุจำนวนหนึ่งซึ่งเราไม่เคยรู้มาก่อนว่ามีอยู่จริงจนถึงตอนนี้”

“พัลซาร์เป็นดาวนิวตรอนที่มีลำแสงรังสีออกมาจากขั้วแม่เหล็กของพวกมันที่กวาดไปทั่วพื้นโลกขณะที่พวกมันหมุนรอบ ทำให้นักดาราศาสตร์สามารถตรวจจับพวกมันได้เป็นชุดของพัลส์ปกติ” ผู้เขียนร่วมของ หนังสือพิมพ์ Nature Astronomyและนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดเอียน เฮย์วูดกล่าวกับPhysics World “เราสามารถใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเพื่อจับเวลาการหมุนของดาวนิวตรอนด้วยความแม่นยำสูงสุด ทำให้พัลซาร์เป็นแหล่งข้อมูลที่บังเอิญมากสำหรับการทดสอบแง่มุมต่างๆ ของดาราศาสตร์ฟิสิกส์และฟิสิกส์พื้นฐาน”

โชคดีและเป็นพื้นฐาน

เฮย์วูดเสริมว่าปัจจัยพื้นฐานสองประการที่นักวิจัยสามารถสังเกตได้เกี่ยวกับดาวนิวตรอนคืออัตราการหมุนของพวกมันและอัตราการหมุนรอบนี้ช้า

“ทฤษฎีเกี่ยวกับดาวนิวตรอนทำนายว่าสำหรับการรวมกันของค่าทั้งสองนี้ การปล่อยคลื่นวิทยุจะปิดลงและลำแสงจะหายไป” เขากล่าว “ความจริงที่ว่าเราเห็นการแผ่รังสีวิทยุจากวัตถุนี้ด้วยระยะเวลาการหมุนที่ยาวนานเช่นนี้ท้าทายทฤษฎีเหล่านี้บางส่วน”

Heywood ชี้ให้เห็นว่าค่าของอัตราการหมุนและการชะลอตัวของ PSR J0901–4046 – ในทางเทคนิคเรียกว่าพื้นที่พารามิเตอร์ – ทำเครื่องหมายว่าเป็นสิ่งใหม่

ความผิดพลาดของพัลซาร์แสดงให้เห็นว่าชั้นซุปเปอร์ฟลูอิดอยู่ภายในดาวนิวตรอน

“ดาวนิวตรอนแบบพัลส์ประเภทต่าง ๆ ครอบครองบริเวณพื้นที่พารามิเตอร์ที่ค่อนข้างชัดเจน และการค้นพบนี้กำลังผลักดันไปยังบริเวณที่ไม่มีดาวนิวตรอนประเภทใดที่รู้จัก” เฮย์วูดอธิบาย “บางทีมันอาจจะไม่ใช่ดาวนิวตรอนประเภทใหม่ แต่ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับประชากรที่รู้จักในปัจจุบันนั้นยังไม่สมบูรณ์ ไม่ว่าจะด้วยวิธีใด การค้นพบนี้ตั้งคำถามกับความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวัตถุประเภทนี้”

นักวิจัยกล่าวว่าด้วยการใช้ประโยชน์จากข้อมูลจาก MeerKAT อย่างเต็มที่และการรวมเทคนิคการสังเกตของโครงการ MeerTRAP และ ThunderKAT ของกล้องโทรทรรศน์ พวกเขาหวังว่าจะค้นหาวัตถุอื่นๆ เช่น PSR J0901–4046

“การค้นพบดาวนิวตรอนเหล่านี้มากขึ้นสามารถพิสูจน์ได้ว่ามีความสำคัญต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับประชากรดาวนิวตรอนในกาแลคซี” คาเลบสรุป “การเติมเต็มช่องว่างในปัจจุบันระหว่างการวิจัยและการค้า ผลงานปัจจุบันนำเสนอการก้าวกระโดดในด้านนี้ และสามารถเร่งการเกิดขึ้นของเซ็นเซอร์สวมใส่ได้ระยะไกลรุ่นใหม่ที่เน้นผู้ป่วยเป็นศูนย์กลาง จึงเป็นแนวทางในการเปลี่ยนแปลงการดูแลสุขภาพดิจิทัลในขณะที่เราอยู่ในปัจจุบัน รู้ไว้” นักวิจัยสรุป บาคาร่าเว็บตรง