แหล่งคลื่นวิทยุคาบยาวที่ไม่ควรมีอยู่
เมื่อดาวฤกษ์ขนาดใหญ่ที่สุดใช้ชีวิตจนถึงจุดสิ้นสุดชีวิต พวกมันจะระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาที่ตระการตาและเหลือแกนกลางที่มีความหนาแน่นสูงมากทิ้งไว้ ที่เรียกว่า ดาวนิวตรอน ซากดาวเหล่านี้บางส่วนก็เปล่งลำคลื่นวิทยุจากขั้วแม่เหล็กของพวกมัน เมื่อดาวนิวตรอนหมุนรอบตัว ลำคลื่นเหล่านั้นก็จะกวาดผ่านโลกและสร้างจังหวะ(pulses) คลื่นวิทยุที่เป็นคาบเวลาแน่นอน คล้ายกับประภาคารในอวกาศ พฤติกรรมนี้ทำให้พวกมันได้ชื่อว่า พัลซาร์(pulsars)
โดยปกติ พัลซาร์จะหมุนรอบตัวเร็วมากๆ ซึ่งมักจะหมุนครบรอบในเวลาเพียงวินาทีหรือน้อยกว่านั้น ในช่วงสามปีที่ผ่านมา มีวัตถุปริศนาบางดวงที่ดูเหมือนจะเปล่งจังหวะวิทยุอย่างเป็นคาบเวลาที่ช้ากว่านั้นมากๆ ซึ่งยากที่จะอธิบายด้วยความเข้าใจปัจจุบันเกี่ยวกับดาวนิวตรอน ในงานวิจัยใหม่ ทีมของ Manisha Caleb และ Yu Wing Joshua Lee ได้พบประภาคารในอวกาศที่หมุนรอบตัวช้าที่สุดเท่าที่เคยพบมา คือครบ 1 รอบในทุกๆ 6.5 ชั่วโมง การค้นพบเผยแพร่ใน Nature Astronomy ผลักดันพรมแดนสิ่งที่เราเคยคิดว่าเป็นไปได้ออกไปอีก
ชนิดของดาวนิวตรอน ภาพปก ภาพจากศิลปินแสดง ASKAP J1839-0756
ประภาคารอวกาศที่หมุนช้าแห่งนี้ยังบังเอิญเรียงตัวกับโลกในแบบที่ช่วยให้เราได้เห็นจังหวะวิทยุจากขั้วแม่เหล็กทั้งสองของมัน ปรากฏการณ์ประหลาดที่พบได้ยากนี้เป็นครั้งแรกสำหรับวัตถุที่หมุนช้าอย่างนี้ และได้ให้หน้าต่างบานใหม่ว่าซากดาวเหล่านี้มีกลไกการทำงานอย่างไร
ทีมได้พบวัตถุ ASKAP J1839-0756 โดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุ ASKAP ของซีไซโร(CSIRO) ในออสเตรเลียตะวันตก ในระหว่างการสำรวจงานประจำ ASKAP J1839-0756 ก็ปรากฏขึ้นเนื่องจากไม่เคยจำแนกพบวัตถุใดๆ ที่ตำแหน่งของมันมาก่อน การเปล่งคลื่นวิทยุของมันดูเหมือนจะเป็นการปะทุแสงจางๆ โดยมีความสว่างพุ่งขึ้น 95% ในเวลาเพียง 15 นาที ในตอนแรก ทีมไม่คิดว่าแหล่งวิทยุนี้จะเปล่งจังหวะซ้ำเป็นคาบเวลาออกมา เมื่อพบการปะทุครั้งเดียวในระหว่างการสำรวจ
แต่เพื่อตรวจสอบให้ดีขึ้น ทีมทำการสำรวจด้วย ASKAP และ Austrlia Telescope Compact Array ในนิวเซาธ์เวลล์ ของซีไซโรเช่นกัน และกล้องโทรทรรศน์วิทยุเมียร์แคทในอาฟริกาใต้ ซึ่งมีความไวสูงมาก การสำรวจ ASKAP ในระยะยาวสุดท้ายได้เผยให้เห็นจังหวะ 2 ครั้งที่เกิดห่างกัน 6.5 ชั่วโมง ยืนยันธรรมชาติที่เป็นคาบเวลาของแหล่งนี้ แต่สิ่งที่น่าประหลาดใจก็เกิดขึ้นเมื่อ จากสิ่งที่เราทราบเกี่ยวกับดาวนิวตรอน ASKAP J1839-0756 ไม่ควรจะมีอยู่เลย
ภาพจากเมียร์แคทแสดงพิกัดของ ASKAP J1839-0756
ดาวนิวตรอนเปล่งคลื่นวิทยุได้โดยการเปลี่ยนพลังงานการโคจรของดาวให้กลายเป็นคลื่นวิทยุ ดังนั้นเมื่อเวลาผ่านไป พวกมันจะสูญเสียพลังงานและหมุนช้าลง ทฤษฎีมาตรฐานบอกว่า เมื่อการหมุนของดาวนิวตรอนช้าลงถึงขีดจำกัดค่าหนึ่ง(ราว 1 รอบต่อนาที) มันก็ควรจะหยุดเปล่งสัญญาณวิทยุด้วย แต่สำหรับ ASKAP J1839-0756 กลับยังสาดแสงให้กับเอกภพในแบบไม่รีบเร่งทุกๆ 6.5 ชั่วโมง
พัลซาร์เกือบทั้งหมด ซึ่งเป็นญาติที่หมุนรอบตัวเร็วกว่า ASKAP J1839-0756 อย่างมากก็เหมือนกับเป็นไฟฉายด้านเดียว แกนการหมุนของพวกมันจะเรียงตัวใกล้เคียงกับแกนของสนามแม่เหล็ก ซึ่งหมายความว่า เราจะได้เห็นแสงจากขั้วแม่เหล็กขั้วเดียวเท่านั้น แต่มีพัลซาร์อีกราว 3% ที่แกนขั้วแม่เหล็กและแกนการหมุนรอบตัวเอียงในระดับหนึ่งจากกันและกัน ซึ่งทำให้เรามองเห็นจังหวะจากขั้วทั้งสองได้ ไฟจ้าคู่ที่พบได้ยากเหล่านี้(interpulses) ได้ให้หน้าต่างอันเป็นอัตลักษณ์สู่เรขาคณิตและสนามแม่เหล็กของดาว
แต่ว่าแกนการหมุนและแกนแม่เหล้กที่เรียงตัวกันจะหมุนช้าลงหรือไม่นั้น ก็ยังคงเป็นคำถาม จังหวะคู่จาก ASKAP J1839-0756 จึงน่าจะให้เงื่อนงำสู่คำถามนี้ ราว 3.2 ชั่วโมงหลังจากสัญญาณหลัก มันจะเปล่งสัญญาณที่อ่อนกว่าซึ่งมีคุณสมบัติที่แตกต่างออกไป ซึ่งบอกใบ้ว่าเรากำลังได้เห็นคลื่นวิทยุจากขั้วแม่เหล็กอีกด้านหนึ่ง การค้นพบนี้ทำให้ ASKAP J1839-0756 เป็นผู้บุกเบิกในกลุ่มใหม่ที่เปล่งสัญญาณคู่ และมันก็สร้างคำถามข้อใหญ่ว่าวัตถุเหล่านี้สร้างคลื่นอย่างไร
แล้ว อะไรที่ให้พลังงานกับตัวประหลาดนี้ ความเป็นไปได้อย่างหนึ่งก็คือ มันเป็นดาวแม่เหล็ก(magnetar) ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กที่รุนแรงมากกว่าดาวนิวตรอนปกติราวร้อยเท่า ดาวแม่เหล็กสร้างคลื่นวิทยุผ่านกลไกที่แตกต่างออกไป ซึ่งช่วยให้พวกมันยังคงสร้างแสงสว่างแม้ด้วยคาบการหมุนรอบตัวที่ช้ากว่ามาก แต่แม้กระนั้นดาวแม่เหล็กก็ยังมีขีดจำกัด และคาบของพวกมันก็มักจะอยู่ในหลักวินาที ไม่ใช่หลายชั่วโมง
จังหวะสัญญาณที่กล้องโทรทรรศน์เมียร์แคทตรวจพบในความถี่กลางที่แตกต่างกัน 2 ที่ กราฟบนแสดงความสว่างของจังหวะตามเวลา ในขณะที่กราฟล่างแสดงความถี่ที่สำรวจพบ โดยสีแสดงถึงระดับความสว่าง
แต่ก็มีข้อยกเว้นกับดาวแม่เหล็กดวงหนึ่งซึ่งมีชื่อว่า 1E 161348-5055 ซึ่งมีคาบ 6.67 ชั่วโมง อย่างไรก็ตาม มันเปล่งรังสีเอกซ์และไม่มีสัญญาณวิทยุ
แล้ว ASKAP J1839-0756 จะเป็นสิ่งอื่นที่แตกต่างออกไปเลยหรือไม่ นักดาราศาสตร์บางคนสงสัยว่าอาจเป็นวัตถุซากดาวอย่างดาวแคระขาว ซึ่งเป็นซากของดาวฤกษ์ที่มีมวลต่ำกว่า ดาวแคระขาวหมุนรอบตัวได้ช้ากว่าดาวนิวตรอนอย่างช้า แต่ไม่เคยมีการสำรวจพบดาวแคระขาวโดดๆ ดวงใดที่เปล่งจังหวะวิทยุเลย และโดยรวมแล้ว ไม่เคยพบหลักฐานในช่วงความยาวคลื่นอื่นๆ ว่ามีดาวแคระขาวในตำแหน่งนี้เลย
ไม่ว่า ASKAP J1839-0756 จะเป็นอะไร ก็ชัดเจนว่าวัตถุนี้กำลังเขียนเรื่องราวขึ้นใหม่ ความประหลาดโดยรวมจากการหมุนรอบตัวที่ช้า, จังหวะคลื่นวิทยุ และสัญญาณคู่ กำลังบังคับให้นักดาราศาสตร์ต้องกลับมาคิดถึงขีดจำกัดพฤติกรรมของดาวนิวตรอน และศึกษาความเป็นไปได้ใหม่ๆ ถึงสิ่งที่อาจในใจกลางวัตถุประหลาดนี้
การค้นพบ ASKAP J1839-0756 เป็นสิ่งย้ำเตือนว่าเอกภพมักชอบทำให้เราประหลาดใจ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เมื่อเราคิดว่าเรารู้หมดแล้ว เมื่อเรายังเฝ้าจับตาดูวัตถุปริศนานี้ต่อไป เราก็น่าจะพบความลับของมันเพิ่มขึ้น
แหล่งข่าว phys.org : blinking radio pulses from space hint at a cosmic object that “shouldn’t exist”
sciencealert.com : astronomers discover slow-spinning radio source that “shouldn’t exist”
- 1
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
