ความหมายของศิลปินเกี่ยวกับการควบรวมดาวนิวตรอนแบบไบนารี
(ภาพ: ©มูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติ / LIGO / Sonoma State University / A. Simonnet)
HONOLULU - ครั้งที่สองที่ผ่านมา Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) ได้พบซากดาวฤกษ์ที่เรียกว่า ultradense จำนวนสองดวงที่รู้จักกันในชื่อดาวนิวตรอนชนเข้าด้วยกันอย่างรุนแรง คลื่นความโน้มถ่วง เหตุการณ์ดูเหมือนจะเกิดขึ้นโดยหน่วยงานขนาดใหญ่ที่ท้าทายรูปแบบของดาวนิวตรอนของนักดาราศาสตร์
LIGO สร้างประวัติศาสตร์ สองปีครึ่งที่ผ่านมาเมื่อหอตรวจจับได้ตรวจพบดาวนิวตรอนคู่แรกซึ่งเป็นวัตถุขนาดเมืองที่ทิ้งไว้เมื่อดาวยักษ์ดวงหนึ่งตายลงหมุนวนรอบกันและกันแล้วรวมเข้าด้วยกัน เมื่อวัตถุที่มีน้ำหนักมากหมุนวนและชนด้วยวิธีนี้พวกมันจะสร้างระลอกคลื่นในโครงสร้างของกาลอวกาศและ LIGO ถูกสร้างขึ้นมาเพื่อรับสิ่งเหล่านี้โดยเฉพาะ
เหตุการณ์ใหม่ถูกพบในวันที่ 25 เมษายน 2019 ระหว่างการสังเกตการณ์ครั้งที่สามของ LIGO ซึ่งกำลังดำเนินการอยู่ ทีม LIGO ระบุว่ามวลรวมของ ดาวนิวตรอน คู่คือ 3.4 เท่าดวงอาทิตย์ของโลก
กล้องโทรทรรศน์ไม่เคยเห็นดาวนิวตรอนคู่ที่มีมวลรวมกันมากกว่าดวงอาทิตย์ถึง 2.9 เท่า
ชัดเจนว่าหนักกว่าดาวนิวตรอนคู่อื่น ๆ เท่าที่เคยพบมา Katerina Chatziioannou นักดาราศาสตร์จากสถาบัน Flatiron ในนิวยอร์กซิตี้กล่าวระหว่างการแถลงข่าววันจันทร์ (6 ม.ค. ) ที่การประชุม 235 ครั้งของ American Astronomical สังคมในโฮโนลูลู
นักวิจัยไม่สามารถแยกแยะได้ว่านิติบุคคลที่ควบรวมกันนั้นมีน้ำหนักเบาจริง ๆ หลุมดำ หรือหลุมดำจับคู่กับดาวนิวตรอนเธอเสริม แต่หลุมดำขนาดเล็กดังกล่าวไม่เคยมีใครสังเกตมาก่อนเช่นกัน
ทำไมกล้องโทรทรรศน์ก่อนหน้าจึงไม่สามารถตรวจจับคู่ดาวนิวตรอนขนาดใหญ่นี้ยังคงเป็นปริศนาได้ Chat Chatuioannou กล่าว แต่ตอนนี้นักดาราศาสตร์รู้ว่าสัตว์ร้ายนั้นมีอยู่มันจะขึ้นอยู่กับนักทฤษฎีที่จะอธิบายว่าทำไมวัตถุเหล่านี้จึงปรากฏในเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงเท่านั้นเธอกล่าว กระดาษที่มีการค้นพบของทีมของเธอ ถูกตั้งค่าให้ปรากฏใน The Astrophysical Journal Letters
เมื่อใดก็ตามที่ LIGO รู้สึกถึงการตรวจจับที่มีศักยภาพหอสังเกตการณ์ก็จะส่งสัญญาณเตือนไปยังชุมชนทางดาราศาสตร์ที่กว้างขึ้นและนักวิจัยเหล่านั้นก็จะทำการฝึกอบรมกล้องโทรทรรศน์ที่มีอยู่บนท้องฟ้าในทันที หลังจากการระบุตัวตนครั้งแรกของ LIGO เกี่ยวกับการรวมตัวของดาวนิวตรอนการระเบิดของรังสีแกมม่าบอกกับนักวิทยาศาสตร์ว่าการควบรวมนั้นเกิดขึ้นในกาแลคซีเก่าประมาณ 130 ล้านปีแสงจากโลก สิ่งนี้เปิดศักราชของ ดาราศาสตร์แบบหลายจุดซึ่งนักวิจัยสามารถเข้าถึงแหล่งข้อมูลมากมายเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นบนท้องฟ้า
แต่เหตุการณ์ที่ตรวจพบใหม่นี้ดูเหมือนจะเกิดขึ้นโดยไม่มีการระเบิดเกิดขึ้น จนถึงขณะนี้ยังไม่มีทีมอื่นพบแสงแฟลชที่ระเบิดในเวลาเดียวกับการรวมดาวนิวตรอน
เหตุผลหนึ่งที่เป็นเช่นนี้ก็เพราะเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงปฏิบัติการสามแห่งในโลกมีเพียงเครื่อง LIGO แห่งหนึ่งในลิฟวิงสตันรัฐหลุยเซียน่าเท่านั้นที่สามารถมองเห็นเหตุการณ์ได้ หอดูดาว Hanford, Washington ของ LIGO นั้นออฟไลน์ชั่วคราวในขณะที่เครื่องตรวจจับ Virgo แห่งยุโรปซึ่งตั้งอยู่ใกล้กับเมืองปิซาประเทศอิตาลีนั้นไม่ไวพอที่จะจับคลื่นความโน้มถ่วงจาง ๆ ได้
โดยปกติแล้วเครือข่าย LIGO-Virgo จะใช้เครื่องตรวจจับสามตัวเป็นเครื่องตรวจสอบซึ่งกันและกันเพื่อให้แน่ใจว่าเหตุการณ์นั้นเป็นจริงและเพื่อระบุตำแหน่งและระบุเหตุการณ์บนท้องฟ้า ด้วยสิ่งอำนวยความสะดวกเพียงแห่งเดียวสิ่งที่ดีที่สุดที่นักวิทยาศาสตร์สามารถระบุได้คือการควบรวมกิจการเกิดขึ้นห่างจากโลกมากกว่า 500 ล้านปีแสงในภูมิภาคหนึ่งซึ่งครอบคลุมท้องฟ้าหนึ่งในห้าส่วน
อย่างไรก็ตามสิ่งอำนวยความสะดวกทั้งสามนี้ทำงานมานานพอแล้วที่นักวิจัยสามารถแยกแยะสัญญาณปลอมและของจริงได้อย่างแม่นยำแม้จะมีเครื่องตรวจจับเพียงเครื่องเดียวเท่านั้น ทีมเข้าใจแหล่งกำเนิดของเสียงได้ดีพอที่จะ "มั่นใจว่านี่เป็นสัญญาณที่แท้จริงของแหล่งกำเนิดทางดาราศาสตร์" Chatziioannou กล่าว
เมื่อดาวนิวตรอนรวมเข้าด้วยกันพวกมันก็ยุบตัวเป็นหลุมดำและดังนั้น Chatziioannou จึงแนะนำว่าหลุมดำขนาดยักษ์นั้นถูกสร้างขึ้นอย่างรวดเร็วจนมันดูดแสงวูบวาบออกไปซึ่งอาจอธิบายการขาดองค์ประกอบที่มองเห็นได้ ความเป็นไปได้อีกอย่างหนึ่งก็คือไอพ่นของพลังงานใด ๆ นั้นอยู่ห่างจากโลกเมื่อมันพุ่งออกจากระบบเธอกล่าว
นักดาราศาสตร์จะศึกษาเหตุการณ์ต่อไปรวมถึงการเกิดคลื่นความโน้มถ่วงที่ตามมา ในอีกไม่กี่สัปดาห์จะมีเครื่องตรวจจับตัวใหม่คาดว่าจะออนไลน์ในญี่ปุ่นเพื่อช่วยเหลือนักวิทยาศาสตร์ ตรวจจับและหาคลื่นความโน้มถ่วงที่มากยิ่งขึ้น.
- การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงมหากาพย์: นักวิทยาศาสตร์ทำมันได้อย่างไร
- 'ยุคใหม่' ของฟิสิกส์ดาราศาสตร์: ทำไมคลื่นความโน้มถ่วงจึงมีความสำคัญ
- ประวัติความเป็นมาและโครงสร้างของจักรวาล (Infographic)
