พัลซาร์ ‘ซอมบี้’ หมุนช้ากว่าที่ควรจะเป็น

พัลซาร์ส่วนใหญ่หมุนหนึ่งครั้งทุกๆ สองสามวินาที แต่พัลซาร์หนึ่งพัลซาร์จะหมุนรอบเพียงครั้งเดียวทุกๆ 76 วินาที

พัลซาร์ที่หมุนเพียงครั้งเดียวทุกๆ 76 วินาทีทำให้เกิดคำถามว่าเศษดาวเหล่านี้จะยังคงทำงานอยู่ได้นานแค่ไหน

เมื่อดาวฤกษ์ขนาดยักษ์ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา มันสามารถทิ้งแกนกลางที่หนาแน่นไว้ในรูปแบบของดาวนิวตรอน หากแกนกลางนี้มีสนามแม่เหล็กสูงและหมุนเร็ว ก็จะสามารถส่งคลื่นวิทยุออกมาเป็นระยะๆ และเรียกว่าพัลซาร์

Manisha Caleb จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สหราชอาณาจักร และเพื่อนร่วมงานของเธอได้ค้นพบพัลซาร์แปลก ๆ ที่เรียกว่า PSR J0901-4046 โดยใช้การสังเกตจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT ในแอฟริกาใต้

อยู่ห่างจากโลกประมาณ 1,000 ปีแสง มันหมุนช้ากว่าพัลซาร์ที่ทำงานอยู่ใดๆ ที่รู้จัก โดยส่งชีพจรที่มีความยาว 300 มิลลิวินาทีเป็นประจำทุกๆ 76 วินาที

“นี่เป็นดาวนิวตรอนที่ปล่อยคลื่นวิทยุแบบผิดปกติมาก” คาเลบกล่าว “มันอยู่ในสิ่งที่เราเรียกว่า ‘สุสานดาวนิวตรอน’ ซึ่งเราไม่คาดหวังว่าจะปล่อยพัลส์ออกมา มันเหมือนกับดาราซอมบี้”

โดยทั่วไปแล้ว Pulsar จะหมุนทุกๆ 0.25 ถึง 2 วินาที แต่เมื่ออายุมากขึ้น มันจะสูญเสียพลังงานและหมุนช้าลง ในที่สุดพวกเขาก็หยุดส่งพัลส์และกลายเป็นดาวนิวตรอนปกติในสุสานที่เป็นตัวเอก ขอบเขตที่เกิดขึ้นนี้เรียกว่า “เส้นมรณะ”

การค้นพบนี้เพิ่มเป็นสองเท่าของสถิติก่อนหน้านี้สำหรับพัลซาร์ที่หมุนช้าที่สุด ซึ่งใช้เวลา 23 วินาทีในการหมุน ดังนั้นความเข้าใจของเราว่าเส้นตายเริ่มต้นที่ใด “อาจจำเป็นต้องทบทวน” คาเลบกล่าว “แหล่งที่มาในสุสานดาวนิวตรอนยังคงสามารถปล่อยออกมาได้”

โคล มิลเลอร์จากมหาวิทยาลัยแมรีแลนด์ คอลเลจพาร์คกล่าวว่าความจริงที่ว่าดาวฤกษ์ยังคงเป็นพัลซาร์นั้นท้าทายแบบจำลองทางทฤษฎีบางแบบ

เราพบว่าพัลซาร์หมุนช้าจนไม่ควรมีอยู่จริง

พัลซาร์ที่อยู่ห่างไกลกำลังเคลื่อนตัวช้าๆ – ช้ามากจนไม่ควรมีอยู่จริง พัลซาร์วิทยุเป็นดาวนิวตรอนที่หมุนอย่างรวดเร็วซึ่งปล่อยลำแสงคลื่นวิทยุอันทรงพลัง และเราเพิ่งพบหนึ่งดวงที่หมุนช้ามากจนลำแสงของมันควรจะดับลง

Chia Min Tan จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ สหราชอาณาจักรและเพื่อนร่วมงานของเขาพบดาวที่เฉื่อยชานี้โดยใช้ Low-Frequency Array (LOFAR) ซึ่งเป็นชุดของกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่ตั้งอยู่ในเนเธอร์แลนด์เป็นส่วนใหญ่

ทีมนักดาราศาสตร์นานาชาติได้ค้นพบพัลซาร์วิทยุที่หมุนช้าที่สุดที่ยังเป็นที่รู้จัก ดาวนิวตรอนหมุนรอบเพียงครั้งเดียวทุกๆ 23.5 วินาที และเป็นความท้าทายสำหรับทฤษฎีที่จะอธิบาย นักวิจัย รวมทั้งนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ ASTRON และมหาวิทยาลัยอัมสเตอร์ดัม ได้ทำการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ LOFAR ซึ่งมีแกนกลางอยู่ในเนเธอร์แลนด์ การค้นพบของพวกเขาจะปรากฏใน Astrophysical Journal ในไม่ช้า

พัลซาร์เป็นดาวนิวตรอนที่หมุนอย่างรวดเร็วซึ่งสร้างรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าในลำแสงที่เล็ดลอดออกมาจากขั้วแม่เหล็กของพวกมัน “ประภาคารจักรวาล” เหล่านี้เกิดขึ้นเมื่อดาวมวลสูงระเบิดในซุปเปอร์โนวา หลังจากนั้น ลูกบอลวัสดุที่มีความหนาแน่นสูงถูกทิ้งไว้เบื้องหลัง – หมุนอย่างรวดเร็ว และมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 20 กิโลเมตรเท่านั้น พัลซาร์ที่หมุนเร็วที่สุดจะหมุนทุกๆ 1.4 มิลลิวินาที จนถึงขณะนี้ พัลซาร์ที่หมุนช้าที่สุดที่ทราบมีระยะเวลา 8.5 วินาที ตอนนี้นักวิจัยได้ค้นพบพัลซาร์ 23.5 วินาทีที่ช้ากว่ามาก ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวแคสสิโอเปีย

“เป็นเรื่องเหลือเชื่อที่คิดว่าพัลซาร์นี้หมุนช้ากว่าพัลซาร์ที่หมุนเร็วที่สุดที่รู้จักมากกว่า 15,000 เท่า” Chia Min Tan นักศึกษาปริญญาเอกจากมหาวิทยาลัยแมนเชสเตอร์ผู้ค้นพบพัลซาร์กล่าว “เราหวังว่าจะพบ LOFAR มากขึ้น”

นักดาราศาสตร์ค้นพบพัลซาร์ใหม่นี้ระหว่างการสำรวจ LOFAR Tied-Array All-Sky Survey แบบสำรวจนี้กำลังค้นหาพัลซาร์ในท้องฟ้าตอนเหนือ ภาพรวมการสำรวจท้องฟ้าแต่ละครั้งใช้เวลาหนึ่งชั่วโมง ซึ่งนานกว่าการสำรวจครั้งก่อนมาก และให้ความไวที่จำเป็นต่อการค้นพบพัลซาร์ที่น่าประหลาดใจนี้

นักดาราศาสตร์ไม่เพียง ‘ได้ยิน’ เห็บปกติของสัญญาณพัลซาร์เท่านั้น แต่ยังสามารถ ‘เห็น’ พัลซาร์ในการสำรวจภาพของ LOFAR ได้อีกด้วย ผู้เขียนร่วม Cees Bassa (ASTRON): “พัลซาร์นี้หมุนช้ามากจนเราเห็นว่ากะพริบเปิดและปิดในภาพวิทยุ LOFAR ของเรา ด้วยพัลซาร์ที่เร็วกว่าซึ่งเป็นไปไม่ได้”

แนวคิดของศิลปินเกี่ยวกับพัลซาร์ 23.5 วินาทีที่เพิ่งค้นพบใหม่ คลื่นวิทยุที่มีต้นกำเนิดจากแหล่งกำเนิดในกลุ่มดาวแคสสิโอเปียจะเคลื่อนที่ไปยังแกนกลางของอาร์เรย์กล้องโทรทรรศน์ LOFAR แหล่งที่มานี้เป็นพัลซาร์วิทยุที่มีสนามแม่เหล็กสูง แสดงในภาพที่แทรก ภาพพัลส์และท้องฟ้าได้มาจากข้อมูล LOFAR จริง เครดิต: Danielle Futselaar และ ASTRON

พัลซาร์มีอายุประมาณ 14 ล้านปี แต่ยังคงมีสนามแม่เหล็กแรงสูง Jason Hessels ผู้เขียนร่วม (ASTRON และ University of Amsterdam): “พัลซาร์นี้ไม่คาดคิดเลย เรายังคงตกใจเล็กน้อยที่พัลซาร์สามารถหมุนได้ช้ามากและยังคงสร้างคลื่นวิทยุ เห็นได้ชัดว่าพัลซาร์วิทยุอาจช้ากว่าที่เราคาดไว้ สิ่งนี้ท้าทายและแจ้งทฤษฎีของเราว่าพัลซาร์ส่องแสงได้อย่างไร”

นักดาราศาสตร์กำลังดำเนินการสำรวจ LOFAR เพื่อหาพัลซาร์ใหม่ต่อไป พวกเขายังวางแผนที่จะสังเกตการค้นพบใหม่ด้วยกล้องโทรทรรศน์อวกาศ XMM-Newton กล้องโทรทรรศน์นี้ออกแบบมาเพื่อตรวจจับรังสีเอกซ์ หากตรวจพบพัลซาร์ที่ช้ามากเป็นแหล่งของรังสีเอกซ์ สิ่งนี้จะให้ข้อมูลเชิงลึกที่สำคัญเกี่ยวกับประวัติและที่มาของมัน

พัลซาร์มิลลิวินาทีเป็นดาวนิวตรอนเก่าที่หมุนรอบตัวสูง ความถี่โดยการเพิ่มมวลจากดาวข้างเคียงคู่ ประเด็นสำคัญ เพื่อทำความเข้าใจฟิสิกส์ของวิวัฒนาการการหมุนรอบต้นของพัลซาร์มิลลิวินาทีคือ ผลกระทบของแมกนีโตสเฟียร์ที่ขยายตัวในระหว่างขั้นตอนสุดท้ายของกระบวนการถ่ายเทมวล ฉันรายงานการคำนวณวิวัฒนาการดาวคู่ที่แสดงว่า แรงบิดเบรกที่กระทำต่อดาวนิวตรอน เมื่อดาวข้างเคียงแยกออกจาก โรชกลีบสามารถกระจาย >50% ของพลังงานการหมุนของพัลซาร์ เอฟเฟคนี้ อาจอธิบายความแตกต่างที่ชัดเจนในการกระจายการหมุนที่สังเกตได้ระหว่างเอ็กซ์เรย์และ พัลซาร์วิทยุมิลลิวินาทีและช่วยอธิบายความคลาดเคลื่อนของอายุที่เห็นได้ชัดเจนด้วย สหายดาวแคระขาวรุ่นเยาว์ของพวกเขา

สามารถอัพเดตข่าวสารเรื่องราวต่างๆได้ที่ afatransformers.com