เมื่อดาวมวลสูงถึงวัฏจักรชีวิตของพวกมันพวกมันจะระเบิดในซูเปอร์โนวาขนาดใหญ่และทิ้งวัสดุเกือบทั้งหมดไว้ สิ่งที่เหลืออยู่คือ“ พัลซาร์พัลซาร์” ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่มีความหนาแน่นสูงและมีความหนาแน่นสูงซึ่งหมุนอย่างรวดเร็วและปล่อยลำแสงรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าออกมาอย่างรวดเร็ว ในที่สุดดาวเหล่านี้สูญเสียพลังงานในการหมุนและเริ่มชะลอตัวลง แต่พวกเขาสามารถเร่งความเร็วได้อีกครั้งด้วยความช่วยเหลือจากสหาย
จากการศึกษาเมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติพบเห็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นได้ยากนี้เมื่อสังเกตพัลซาร์ที่ช้ามากซึ่งตั้งอยู่ใน Andromeda Galaxy (XB091D) ที่อยู่ใกล้เคียง ผลการศึกษาของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าพัลซาร์นี้ได้เร่งความเร็วไปกว่าหนึ่งล้านปีที่ผ่านมาซึ่งน่าจะเป็นผลมาจากสหายที่ถูกจับได้ซึ่งได้รับการฟื้นฟูความเร็วการหมุนอย่างรวดเร็ว
เมื่อดาวพัลซาร์จับคู่กับดาวฤกษ์ปกติผลลัพธ์ก็คือระบบเลขฐานสองซึ่งประกอบด้วยพัลซาร์และดาวแคระขาว สิ่งนี้เกิดขึ้นหลังจากที่พัลซาร์ดึงออกจากชั้นนอกของดาวฤกษ์กลายเป็นดาวแคระขาว วัสดุจากชั้นนอกเหล่านี้จะก่อตัวเป็นแผ่นดิสก์สะสมรอบพัลซาร์ซึ่งสร้าง "จุดร้อน" ที่เปล่งแสงอย่างสดใสในสเปคตรัม X-ray และอุณหภูมิที่สามารถเข้าถึงได้หลายล้านองศา
ทีมนำโดย Ivan Zolotukhin จากสถาบันดาราศาสตร์ Sternberg ที่ Lomonosov Moscow State University (MSU) และรวมถึงนักดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัย Toulouse สถาบันดาราศาสตร์แห่งชาติ (INAF) และ Smithsonian Astrophysical Observatory ผลการศึกษาถูกตีพิมพ์ใน วารสาร Astrophysical ภายใต้ชื่อ“ พัลซาร์รังสีเอกซ์ที่หมุนช้าที่สุดในกระจุกทรงกลมนอกระบบอวกาศ”
ขณะที่พวกเขาระบุไว้ในกระดาษการตรวจจับพัลซาร์นี้เกิดขึ้นได้เนื่องจากข้อมูลที่เก็บรวบรวมโดยหอสังเกตการณ์อวกาศ XMM-Newton จากปี 2543-2556 ในเวลานี้ XMM-Newton ได้รวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับโฟตอนเอ็กซ์เรย์ประมาณ 50 พันล้านซึ่งนักดาราศาสตร์จาก Lomosov MSU ได้รวมเข้าด้วยกันเป็นฐานข้อมูลออนไลน์แบบเปิด
ฐานข้อมูลนี้อนุญาตให้นักดาราศาสตร์ตรวจสอบวัตถุที่ค้นพบก่อนหน้านี้อย่างละเอียด ซึ่งรวมถึง XB091D ซึ่งเป็นพัลซาร์ที่มีระยะเวลาไม่กี่วินาที (หรือที่เรียกว่า "พัลซาร์ที่สอง") ซึ่งตั้งอยู่ในกระจุกดาวทรงกลมที่เก่าแก่ที่สุดแห่งหนึ่งในกาแลคซีแอนโดรเมด้า อย่างไรก็ตามการค้นหาภาพถ่าย X-ray ที่จะทำให้พวกเขามีลักษณะ XB091D นั้นไม่ใช่เรื่องง่าย ดังที่ Ivan Zolotukhin ได้อธิบายไว้ในข่าวประชาสัมพันธ์ของ MSU:
“ เครื่องตรวจจับบน XMM- นิวตันตรวจจับโฟตอนเพียงหนึ่งเดียวจากพัลซาร์นี้ทุกห้าวินาที ดังนั้นการค้นหาพัลซาร์ในข้อมูล XMM- นิวตันที่กว้างขวางสามารถนำมาเปรียบเทียบกับการค้นหาเข็มในกองหญ้า อันที่จริงแล้วสำหรับการค้นพบนี้เราต้องสร้างเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ใหม่ที่ช่วยให้เราสามารถค้นหาและแยกสัญญาณเป็นระยะ ในทางทฤษฎีมีแอพพลิเคชั่นมากมายสำหรับวิธีนี้รวมถึงที่นอกดาราศาสตร์”
จากการสำรวจทั้งหมด 38 XMM- นิวตันทีมได้ข้อสรุปว่าพัลซาร์นี้ (ซึ่งเป็นพัลซาร์ที่เป็นที่รู้จักเพียงชนิดเดียวที่นอกเหนือจากกาแลคซีของเราในเวลานั้น) อยู่ในช่วงแรกของ "การฟื้นฟู" ในระยะสั้นการสังเกตของพวกเขาระบุว่าพัลซาร์เริ่มเร่งน้อยกว่า 1 ล้านปีก่อน ข้อสรุปนี้ขึ้นอยู่กับความจริงที่ว่า XB091D เป็นพัลซาร์ทรงกลมที่หมุนช้าที่สุดที่ค้นพบจนถึงปัจจุบัน
ดาวนิวตรอนทำให้การปฏิวัติหนึ่งครั้งเสร็จสมบูรณ์ภายใน 1.2 วินาทีซึ่งช้ากว่าเจ้าของสถิติก่อนหน้ามากกว่า 10 เท่า จากข้อมูลที่พวกเขาสังเกตเห็นพวกเขายังสามารถระบุสภาพแวดล้อมรอบ ๆ XB091D ตัวอย่างเช่นพวกเขาพบว่าพัลซาร์และคู่ไบนารีของมันอยู่ในกระจุกดาวทรงกลมที่มีความหนาแน่นสูงมาก (B091D) ในกาแลคซีแอนโดรเมด้าประมาณ 2.5 ล้านปีแสง
กระจุกดาวนี้มีอายุประมาณ 12 พันล้านปีและมีดาวอายุน้อยจำนวนหลายล้านดวง ในขณะเดียวกันมันก็เป็นเพื่อนคู่หูของเธอคือดาวมวลดวงอาทิตย์ 0.8 และระบบดาวคู่นั้นมีระยะเวลาการหมุน 30.5 ชั่วโมง และในอีกประมาณ 50,000 ปีพวกเขาประมาณว่าพัลซาร์จะเร่งความเร็วให้เพียงพอที่จะมีรอบการหมุนที่วัดได้ในหน่วยมิลลิวินาทีอีกครั้ง - นั่นคือพัลซาร์มิลลิวินาที
สถานที่ตั้งของ XB910D ที่น่าสนใจภายในพื้นที่อันกว้างใหญ่ของดาวฤกษ์ที่มีความหนาแน่นสูงพิเศษนี้เป็นสิ่งที่อนุญาตให้มันสามารถจับคู่หูเมื่อประมาณ 1 ล้านปีก่อนและเริ่มกระบวนการ "ฟื้นฟู" ในตอนแรก ในฐานะที่เป็น Zolotukhin อธิบาย:
“ ในกาแลคซีของเราไม่มีพัลซาร์รังสีเอกซ์ที่ช้าดังกล่าวพบได้ในกระจุกดาวทรงกลมที่รู้จักกัน 150 แห่งเพราะแกนของมันไม่ใหญ่และหนาแน่นพอที่จะก่อตัวดาวฤกษ์ใกล้เคียงในอัตราที่สูงพอสมควร สิ่งนี้บ่งชี้ว่าแกนกลางกระจุก B091D ที่มีองค์ประกอบหนาแน่นมากของดาวฤกษ์ใน XB091D นั้นมีขนาดใหญ่กว่ากระจุกดาวปกติ ดังนั้นเราจึงจัดการกับวัตถุที่มีขนาดใหญ่และค่อนข้างหายาก - ด้วยเศษซากที่หนาแน่นของกาแลคซีขนาดเล็กที่กาแลคซีแอนโดรเมดาเคยกลืนกินไป ความหนาแน่นของดวงดาวที่นี่ในภูมิภาคที่มีความยาวประมาณ 2.5 ปีแสงนั้นสูงกว่าบริเวณดวงอาทิตย์ประมาณ 10 ล้านเท่า”
ต้องขอบคุณการศึกษานี้และเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ที่ทีมพัฒนาขึ้นมาเพื่อค้นหานักดาราศาสตร์น่าจะสามารถกลับมาดูวัตถุที่ค้นพบก่อนหน้านี้จำนวนมากในอีกไม่กี่ปีข้างหน้า ภายในชุดข้อมูลขนาดใหญ่เหล่านี้อาจมีหลายตัวอย่างของเหตุการณ์ทางดาราศาสตร์ที่หายากเพียงแค่รอที่จะได้เห็นและโดดเด่นอย่างเหมาะสม
อ่านเพิ่มเติม: Astrophysical Journal, มหาวิทยาลัยแห่งรัฐมอสโก Lomonosov
