ความรู้เกี่ยวกับดาวนิวตรอน

ความรู้เกี่ยวกับดาวนิวตรอน

ความรู้เกี่ยวกับดาวนิวตรอน เกือบทุกอย่างในจักรวาล ดวงดาวที่ถือกำเนิด ดำเนินชีวิต แล้วก็ตายในช่วงหลายล้าน และบางครั้งหลายพันล้านปีด้วยซ้ำ เหล่านักวิจัยต้องใช้เวลาหลายสิบปี ในการระบุ และจัดหมวดหมู่ดาวประเภทต่าง ๆ รวมถึงวิธีที่พวกมันก่อตัว และลำดับวิวัฒนาการของดาว

โดยการที่ดาวฤกษ์สิ้นสุดชีวิตของมันนั้น ขึ้นอยู่กับลักษณะเฉพาะของมัน นั่นคือ มวล หากเป็นดาวมวลต่ำ มันก็จะสิ้นสุดเป็นดาวแคระขาว หรือหลุมดำ ถ้าเป็นดาวมวลมาก แต่อะไรก็ตามที่อยู่ระหว่างนั้น ก็จะยุบตัวเป็นดาวนิวตรอน

ดังนั้น ดาวนิวตรอนจึงเป็นแกนเศษของดาวที่ยุบตัว พวกมันมีขนาดเล็ก และใหญ่มาก โดยดาวนิวตรอนทั่วไป มีรัศมีระหว่าง 10-13.5 กม. และมีมวลตั้งแต่ 1.4 ถึง 2.16 เท่าของมวลดวงอาทิตย์

ดาวนิวตรอน เป็นผลมาจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวา (เกิดขึ้นในช่วงสุดท้ายของชีวิตของดาวฤกษ์) ซึ่งช่วยในการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงที่บีบแกนของดาวอย่างแรง จนไปถึงความหนาแน่นของนิวเคลียสของอะตอม เมื่อเวลาผ่านไป พวกมันสามารถพัฒนาได้อีกหลายวิธี

และวันนี้ เราได้รวบรวมข้อเท็จจริงที่น่าสนใจ 5 ประการ ที่เกี่ยวกับดาวนิวตรอน ที่นักอวกาศทุกคนควรรู้ ดังนี้

1.  ดาวนิวตรอนมีสามประเภท

ความรู้เกี่ยวกับดาวนิวตรอน

ตามลักษณะเฉพาะของดาวนิวตรอน สามารถแบ่งออกเป็น 3 ประเภทย่อย ได้แก่ พัลซาร์เอ็กซ์เรย์ แมกนีทาร์ และพัลซาร์วิทยุ

โดยพัลซาร์วิทยุ หรือพัลซาร์ธรรมดา เป็นดาวนิวตรอนที่พบได้บ่อยที่สุดที่ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอันทรงพลัง อย่างไรก็ตาม ตรวจพบได้ยากที่สุด

เนื่องจาก พัลซาร์ได้ปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าจากขั้วแม่เหล็ก จึงสามารถสังเกตได้เฉพาะเมื่อลำแสงรังสี ชี้มายังโลกเท่านั้น จากโลก ลำแสงนี้จะปรากฏราวกับว่ามาจากจุดคงที่ในอวกาศ

และพัลซาร์เหล่านี้ หากพบใน ‘สภาวะพิเศษ’ สามารถให้ความรู้อันล้ำค่าเกี่ยวกับจักรวาลแก่เรา และแมกนีทาร์ เป็นดาวนิวตรอนชนิดย่อย ที่มีลักษณะเฉพาะ ซึ่งแสดงสนามแม่เหล็กที่มีพลังมหาศาล

ในขณะที่ลักษณะอื่น ๆ เช่น รัศมี อุณหภูมิ และความหนาแน่นของแมกนีตาร์นั้นคล้ายคลึงกับดาวนิวตรอนอื่น ๆ แต่พวกมันก็แตกต่างจากดาวอื่น ๆ ด้วยสนามแม่เหล็กแรงของพวกมัน และอัตราการหมุนที่สูงกว่าเล็กน้อย

พัลซาร์เอ็กซ์เรย์ ยังเป็นที่รู้จักกันในนามพัลซาร์ที่ขับเคลื่อนด้วยการสะสม ซึ่งโดยทั่วไปจะมีอยู่ในระบบดาวคู่ที่ดาวนิวตรอนโคจรร่วมกับดาวคู่อื่น พวกมันปล่อยพลังงานในสเปกตรัมเอ็กซ์เรย์

ชนิดย่อยของพัลซาร์เอ็กซ์เรย์ ได้แก่ พัลซาร์มิลลิวินาที ( พัลซาร์รีไซเคิล) ไบนารีเอ็กซ์เรย์มวลต่ำ ไบนารีเอ็กซ์เรย์มวลปานกลาง และไบนารีเอ็กซ์เรย์มวลสูง

2. ดาวนิวตรอนเป็นดาวที่ร้อน และหนาแน่นมาก

อุณหภูมิพื้นผิวของดาวนิวตรอนแทบทุกดวงที่สังเกตได้อยู่ที่ประมาณ 600,000 K และยิ่งสูงขึ้นในดาวนิวตรอนที่ก่อตัวขึ้นใหม่ ในการเปรียบเทียบ ดวงอาทิตย์มีอุณหภูมิพื้นผิวประมาณ 5, 775 K ในขณะที่ Sirius ซึ่งเป็นดาวแคระขาวมีอุณหภูมิพื้นผิวที่ 9,940 K

ดาวนิวตรอนมีขนาดกะทัดรัด และหนาแน่นมาก ซึ่งความหนาแน่นของมัน คือ ตัวแปรสูง ที่จะเพิ่มขึ้นตามความลึก ใกล้แกนกลาง ดาวนิวตรอนจะหนาแน่นกว่านิวเคลียสของอะตอม

ยิ่งกว่านั้น สนามแม่เหล็กของพวกมัน คือ ประมาณหนึ่งล้านล้านเท่า และสนามโน้มถ่วงนั้นแรงกว่าโลกประมาณ 200 พันล้านเท่า แต่เหตุผลที่อยู่เบื้องหลังสนามแม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพของพวกมันยังคงเป็นความลึกลับซับซ้อนเป็นอย่างมาก

3. ดาวนิวตรอนที่เร็วที่สุดหมุนด้วยอัตรา 716 ครั้งต่อวินาที

ดาวนิวตรอนที่เพิ่งเกิดใหม่สามารถบรรลุอัตราการหมุนรอบที่สูงมาก เนื่องจาก การคงไว้ซึ่งโมเมนตัมเชิงมุม โดยดาวนิวตรอนที่หมุนเร็วที่สุดที่บันทึกไว้จนถึงปัจจุบัน คือ PSR J1748-2446ad ซึ่งอยู่ในกลุ่มดาวราศีธนู ห่างจากโลกประมาณ 18,000 ปีแสง

พัลซาร์ที่อยู่ห่างไกลกำลังหมุนด้วยอัตราโกรธ716 ครั้งต่อวินาทีหรือ 43,000 รอบต่อนาที ผลการศึกษายืนยันว่า ดาวฤกษ์มีมวลน้อยกว่ามวลดวงอาทิตย์ 2 เท่าเล็กน้อย และมีรัศมีน้อยกว่า 16 กม.

4. ความเร็วในการหมุนของพวกมันสามารถเพิ่มขึ้นได้อีก

นบางกรณี ดาวนิวตรอนในระบบดาวคู่สามารถเริ่มดูดซับสสาร หรือพลาสมา จากดาวข้างเคียง ซึ่งกระบวนการนี้ สามารถเพิ่มความเร็วในการหมุนของดาวนิวตรอนได้อย่างมาก

และยังสามารถเปลี่ยนรูปร่างของดาวนิวตรอนให้เป็นทรงกลมได้อีกด้วย การเปลี่ยนแปลงเหล่านี้เกิดจากปฏิสัมพันธ์ระหว่างสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์กับพลาสมา

แม้ว่าปรากฏการณ์นี้จะเกิดขึ้นครั้งแรกในพัลซาร์เอกซ์เรย์ไม่กี่ตัว เช่น Centaurus X-3 และ Hercules X-1 แต่ปัจจุบันมีการสังเกตพบในพัลซาร์อื่นๆ ที่คล้ายคลึงกัน ในบันทึกอื่น การลดระยะเวลาการเต้นของชีพจรของ Centaurus X-3 ในระยะยาวก็จะถูกบันทึกเช่นกัน

5. ดาวนิวตรอนสามารถโฮสต์ดาวเคราะห์ได้

เช่นเดียวกับดาวฤกษ์อื่น ๆ ดาวนิวตรอนสามารถเป็นเจ้าภาพดาวเคราะห์และมีระบบดาวเคราะห์ที่กำหนดไว้อย่างดี ในทางทฤษฎี

ดาวเคราะห์นอกระบบเหล่านี้สามารถเป็นชนพื้นเมือง ถูกจับ หรืออยู่ในรูปแบบวงรอบ (ดาวเคราะห์ในระบบดาวคู่)

นอกจากนี้ ดาวนิวตรอนที่เต้นเป็นจังหวะในระบบดาวคู่สามารถขจัดชั้นบรรยากาศของดาวข้างเคียงออกไปโดยสิ้นเชิง โดยเหลือเพียงมวลท้องฟ้าเปลือยเปล่า ซึ่งมวลเหล่านี้สามารถตีความได้ว่า เป็นดาวเคราะห์หรือวัตถุที่เป็นตัวเอก

มีเพียง 2 ระบบดาวเคราะห์ดังกล่าวเท่านั้น ที่ได้รับการยืนยันจนถึงปัจจุบัน ดวงแรกประกอบด้วยดาวเคราะห์ 3 ดวง ได้แก่ Poltergeist, Phobetor และ Draugr ซึ่งโคจรรอบ PSR B1257+12 ระบบที่ 2 มีโลกนอกระบบเพียงดวงเดียว และหมุนรอบ PSR B1620-26

Credit

อ่านบทความน่าสนใจเพิ่มเติม

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *