เมื่อดาวฤกษ์หมดเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ไปจนสิ้นสุดอายุการใช้งานมันผ่านการยุบตัวด้วยแรงโน้มถ่วงและหลุดชั้นนอกออก ส่งผลให้เกิดการระเบิดที่สวยงามที่เรียกว่าซูเปอร์โนวาซึ่งสามารถนำไปสู่การสร้างหลุมดำพัลซาร์หรือดาวแคระขาว แม้จะมีการสังเกตและวิจัยมานานหลายทศวรรษ แต่ก็ยังมีนักวิทยาศาสตร์หลายคนที่ไม่รู้เกี่ยวกับปรากฏการณ์นี้
โชคดีที่การสังเกตอย่างต่อเนื่องและเครื่องมือที่ปรับปรุงแล้วนำไปสู่การค้นพบทุกประเภทที่นำเสนอโอกาสในการทำความเข้าใจใหม่ ๆ ตัวอย่างเช่นทีมนักดาราศาสตร์ที่มีหอดูดาววิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติ (NRAO) และองค์การนาซ่าเพิ่งสังเกตพัลซาร์“ กระสุนปืนใหญ่” ที่เร่งความเร็วออกจากซูเปอร์โนวาที่เชื่อว่าสร้างขึ้น การค้นพบนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกว่าพัลซาร์สามารถรับความเร็วจากซูเปอร์โนวาได้อย่างไร
พัลซาร์ซึ่งถูกกำหนดโดย PSR J0002 + 6216 (J0002) ตั้งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 6,500 ปีแสง แรกเริ่มนั้นถูกค้นพบในปี 2560 โดยนักวิทยาศาสตร์พลเมืองที่ทำงานในโครงการที่เรียกว่า [email protected] ซึ่งอาศัยอาสาสมัครในการวิเคราะห์ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศแกมมา - รังสีแกมมาของนาซ่า Fermi โครงการนี้มีหน้าที่รับผิดชอบในการค้นพบพัลซาร์ 23 ตัวจนถึงปัจจุบัน
อย่างไรก็ตามการค้นพบครั้งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่ง นับตั้งแต่มีการค้นพบครั้งแรกทีมนำโดย Frank Schinzel แห่งหอดูดาววิทยุดาราศาสตร์แห่งชาติ (NRAO) ทำการสำรวจติดตามวิทยุโดยใช้ Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) ในนิวเม็กซิโก สิ่งเหล่านี้แสดงให้เห็นว่าพัลซาร์มีหางของอนุภาคที่น่าตกใจและพลังงานแม่เหล็กที่อยู่ด้านหลังมัน 13 ปีแสง
สิ่งที่น่าสนใจยิ่งกว่านั้นก็คือความจริงที่ว่าหางนี้ชี้ไปที่ศูนย์กลางของซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่ซึ่งอยู่ห่างออกไป 53 ปีแสง (CTB 1) หางนี้เป็นผลมาจากการเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วของพัลซาร์ผ่านก๊าซระหว่างดวงดาวซึ่งส่งผลให้เกิดคลื่นกระแทกที่ผลิตพลังงานแม่เหล็กและอนุภาคเร่งความเร็วเมื่อตื่นขึ้น ดังที่ Shinzel อธิบายไว้ในการแถลงข่าวล่าสุดของ NASA:
“ ต้องขอบคุณหางที่มีลักษณะคล้ายโผแคบและมุมมองที่โชคดีทำให้เราสามารถติดตามพัลซาร์นี้ตรงไปยังบ้านเกิดของมันได้ การศึกษาเพิ่มเติมเกี่ยวกับวัตถุนี้จะช่วยให้เราเข้าใจได้ดีขึ้นว่าการระเบิดเหล่านี้สามารถ 'ดาวนิวตรอน' เตะ 'ต่อความเร็วสูงได้อย่างไร "
จากข้อมูลของ Fermi ทีมสามารถวัดความเร็วและทิศทางของพัลซาร์ที่เคลื่อนที่ได้ สิ่งนี้สำเร็จได้ด้วยเทคนิคที่เรียกว่า "จังหวะเวลาพัลซาร์" ซึ่งมีการฉายแสงแกมม่าที่เกิดขึ้นกับการหมุนของพัลซาร์ทุกครั้ง (ในกรณีของ J0002, 8.7 ครั้งต่อวินาที) เพื่อติดตามการเคลื่อนไหว
จากนี้ทีมระบุว่า J0002 กำลังเดินทางด้วยความเร็วประมาณ 1125 กิโลเมตรต่อวินาที (700 ไมล์ต่อชั่วโมง) หรือ 4 ล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง (2.5 ล้านไมล์ต่อชั่วโมง) ในอดีตนักวิทยาศาสตร์สังเกตพัลซาร์ที่เดินทางด้วยความเร็วสูง แต่ด้วยความเร็วเฉลี่ยที่ช้าลงประมาณห้าเท่า - 240 กม. / วินาที (150 ไมล์ต่อวินาที) ดังที่ Dale Frail (นักวิจัยจาก NRAO ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทีมค้นพบ) อธิบายว่า:
“ เศษระเบิดในซูเปอร์โนวาที่เหลืออยู่นั้นขยายตัวเร็วกว่าการเคลื่อนที่ของพัลซาร์ อย่างไรก็ตามเศษเล็กเศษน้อยถูกชะลอตัวโดยการเผชิญหน้ากับวัตถุที่มีความบางในอวกาศระหว่างดาวฤกษ์ดังนั้นพัลซาร์จึงสามารถจับและแซงได้”
ทีมยังระบุด้วยว่าพัลซาร์จะตามทันกับการขยายตัวของกระสุนที่สร้างโดยซุปเปอร์โนวา ในตอนแรกเศษซากที่ขยายตัวของซุปเปอร์โนวานั้นจะเคลื่อนตัวออกด้านนอกเร็วกว่า J0002 แต่หลังจากนั้นประมาณ 5,000 พันปีปีการโต้ตอบของเชลล์กับก๊าซระหว่างดวงดาวจะค่อยๆชะลอตัวลง เมื่อ 10,000 ปีที่แล้วซึ่งเป็นสิ่งที่นักดาราศาสตร์กำลังมองเห็นในขณะนี้พัลซาร์ก็อยู่ด้านนอกของเปลือกหอย
ในขณะที่นักดาราศาสตร์รู้จักกันมานานว่าพัลซาร์สามารถรับความเร็วจากการระเบิดของซุปเปอร์โนวาที่สร้างพวกมันได้ แต่พวกเขาก็ยังไม่ชัดเจนว่าเกิดขึ้นได้อย่างไร คำอธิบายที่เป็นไปได้คือความไม่เสถียรของดาวที่ยุบตัวอาจก่อให้เกิดสสารที่มีความหนาแน่นและเคลื่อนที่ช้าซึ่งเริ่มดึงดาวนิวตรอนตามมาและค่อยๆเร่งให้ห่างจากจุดศูนย์กลางของการระเบิด
“ พัลซาร์นี้เคลื่อนที่เร็วพอที่ในที่สุดมันก็จะหนีกาแล็คซี่ทางช้างเผือกของเรา” เฟรลกล่าว “ มีการนำเสนอกลไกมากมายสำหรับการผลิตการเตะ สิ่งที่เราเห็นใน PSR J0002 + 6216 สนับสนุนความคิดที่ว่าความไม่เสถียรทางอุทกพลศาสตร์ในการระเบิดซูเปอร์โนวามีความรับผิดชอบต่อความเร็วสูงของพัลซาร์นี้
เมื่อมองไปข้างหน้าทีมวางแผนที่จะทำการสำรวจเพิ่มเติมโดยใช้ VLA, Very Long Baseline Array (VLBA) ของมูลนิธิวิทยาศาสตร์แห่งชาติและหอดูดาวเอ็กซ์เรย์จันทราของนาซ่า ติดตามเหล่านี้หวังว่าจะให้เบาะแสมากขึ้นเป็นวิธีการที่พัลซาร์รับความเร็วมากซึ่งสามารถไปไกลในการแก้ไขความลึกลับบางส่วนที่ยังคงล้อมรอบการระเบิดของซูเปอร์โนวา
ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการแบ่งปันเมื่อเร็ว ๆ นี้ที่การประชุมดาราศาสตร์พลังงานสูงครั้งที่ 17 (HEAD) ของ American Astronomical Society ซึ่งจัดขึ้นระหว่างวันที่ 17 มีนาคมถึง 21 มีนาคมในมอนเทอเรย์แคลิฟอร์เนีย พวกเขายังเป็นหัวข้อของการศึกษาที่กำลังได้รับการทบทวนเพื่อเผยแพร่ในฉบับล่าสุดของ จดหมายวารสารทางฟิสิกส์
