เครดิตรูปภาพ: ESA
การใช้นักดาราศาสตร์หอสังเกตการณ์ XMM-Newton X-Ray บนพื้นฐานอวกาศกับองค์การอวกาศยุโรปได้ทำการตรวจวัดสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนโดยตรงเป็นครั้งแรก ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุที่หนาแน่นมากโดยมีมวลของดาวฤกษ์ขนาดใหญ่บรรจุอยู่ในรัศมีเพียง 20-30 กม. และคาดว่าจะมีสนามแม่เหล็กที่แรงมากซึ่งทำหน้าที่เหมือนเบรกทำให้การหมุนช้าลง แต่หลังจากการสังเกตดาวนิวตรอนที่เรียกว่า 1E1207.4-5209 เป็นเวลา 72 ชั่วโมงด้วย XMM นักดาราศาสตร์ค้นพบว่ามันอ่อนแอกว่าที่คาดการณ์ไว้ 30 เท่า สิ่งที่ทำให้วัตถุเหล่านี้ช้าลงก็เป็นปริศนาอีกครั้ง
XMM-Newton ซึ่งเป็นทีมนักดาราศาสตร์ยุโรปได้ใช้ความไวที่เหนือกว่าของหอดูดาว X-ray ของ ESA ทำให้การตรวจวัดสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนเป็นครั้งแรกโดยตรง
ผลลัพธ์ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับฟิสิกส์สุดขั้วของดาวนิวตรอนและเปิดเผยความลึกลับใหม่ที่ยังไม่ได้รับการแก้ไขเกี่ยวกับจุดจบของชีวิตดาวดวงนี้
ดาวนิวตรอนเป็นวัตถุท้องฟ้าที่หนาแน่นมากซึ่งมักจะมีบางอย่างเช่นมวลของดวงอาทิตย์ของเราบรรจุอยู่ในทรงกลมเล็ก ๆ เพียง 20-30 กม. มันเป็นผลมาจากการระเบิดของดาวฤกษ์ที่เรียกว่าซูเปอร์โนวาซึ่งดาวฤกษ์ส่วนใหญ่ถูกระเบิดในอวกาศ แต่หัวใจที่ยุบตัวยังคงอยู่ในรูปแบบของลูกบอลนิวตรอนร้อนแรงหนาแน่นสูงที่หมุนในอัตราเหลือเชื่อ
แม้จะเป็นวัตถุที่คุ้นเคย แต่ดาวนิวตรอนแต่ละดวงก็ยังคงลึกลับ ดาวนิวตรอนร้อนมากเมื่อพวกมันเกิด แต่เย็นลงอย่างรวดเร็ว ดังนั้นมีเพียงไม่กี่คนเท่านั้นที่ปล่อยรังสีที่มีพลังสูงเช่นรังสีเอกซ์ นี่คือเหตุผลที่พวกเขาได้รับการศึกษาแบบดั้งเดิมผ่านการปล่อยคลื่นวิทยุซึ่งมีพลังน้อยกว่ารังสีเอกซ์และมักจะปรากฏเป็นจังหวะเปิดและปิด ดังนั้นดาวนิวตรอนไม่กี่ดวงที่ร้อนพอที่จะปล่อยรังสีเอกซ์สามารถมองเห็นได้ด้วยกล้องโทรทรรศน์ X-ray เช่น XMM-Newton ของ ESA
ดาวนิวตรอนหนึ่งดวงนั้นคือ 1E1207.4-5209 โดยใช้การสำรวจ XMM- นิวตันที่ยาวที่สุดเท่าที่เคยมีมาในกาแลคซี (72 ชั่วโมง) ศาสตราจารย์ Giovanni Bignami จาก Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) และทีมของเขาได้วัดความแข็งแกร่งของสนามแม่เหล็กโดยตรง นี่เองที่ทำให้มันเป็นดาวนิวตรอนดวงแรกที่แยกได้ซึ่งสิ่งนี้สามารถทำได้
ค่าก่อนหน้าทั้งหมดของสนามแม่เหล็กดาวนิวตรอนสามารถประมาณทางอ้อมได้ สิ่งนี้ทำได้โดยการตั้งสมมติฐานทางทฤษฎีตามแบบจำลองที่อธิบายถึงการยุบตัวของแรงโน้มถ่วงของดาวมวลสูงเช่นที่นำไปสู่การก่อตัวของดาวนิวตรอน วิธีทางอ้อมที่สองคือการประมาณสนามแม่เหล็กโดยศึกษาว่าการหมุนของดาวนิวตรอนช้าลงโดยใช้ข้อมูลดาราศาสตร์ทางวิทยุ
ในกรณีของ 1E1207.4-5209 การวัดโดยตรงโดยใช้ XMM- นิวตันแสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนนั้นอ่อนกว่าการคาดการณ์ 30 เท่าโดยใช้วิธีทางอ้อม
สิ่งนี้จะอธิบายได้อย่างไร? นักดาราศาสตร์สามารถวัดอัตราการที่ดาวนิวตรอนแต่ละดวงชะลอตัวลงได้ พวกเขามักจะสันนิษฐานเสมอว่า 'แรงเสียดทาน' ระหว่างสนามแม่เหล็กและบริเวณโดยรอบเป็นสาเหตุ ในกรณีนี้ข้อสรุปเดียวคือมีสิ่งอื่นที่ดึงดาวนิวตรอนออกมา แต่อะไรนะ? เราสามารถคาดเดาได้ว่ามันอาจเป็นแผ่นดิสก์ขนาดเล็กของเศษซุปเปอร์โนวาที่ล้อมรอบดาวนิวตรอนซึ่งสร้างปัจจัยลากเพิ่มเติม
ผลที่ออกมาทำให้เกิดคำถามว่า 1E1207.4-5209 นั้นมีความพิเศษในหมู่ดาวนิวตรอนหรือไม่หรือเป็นครั้งแรกของชนิดนั้น นักดาราศาสตร์หวังว่าจะกำหนดเป้าหมายดาวนิวตรอนอื่นด้วย XMM-Newton เพื่อค้นหา
หมายเหตุถึงบรรณาธิการ
รังสีเอกซ์ที่เปล่งออกมาจากดาวนิวตรอนเช่น 1E1207.4-5209 ต้องผ่านสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนก่อนที่จะหนีออกสู่อวกาศ ในระหว่างทางอนุภาคในสนามแม่เหล็กของดาวสามารถขโมยรังสีเอกซ์ที่ส่งออกบางส่วนโดยบอกเครื่องหมายบอกเรื่องราวของสเปกตรัมที่รู้จักกันในชื่อ 'cyclotron resonance lines' นี่เป็นลายนิ้วมือที่ทำให้ศ. Bignami และทีมของเขาสามารถวัดความแข็งแรงของสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอน
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA
