กระจุกดาว Westerlund 1 ดาว เครดิตภาพ: จันทรา คลิกเพื่อดูภาพขยาย
ดาวมวลสูงมากยุบตัวเพื่อก่อตัวดาวนิวตรอนและไม่ใช่หลุมดำอย่างที่คาดไว้ตามผลใหม่จากหอสังเกตการณ์เอ็กซ์เรย์จันทราของนาซ่า การค้นพบนี้แสดงให้เห็นว่าธรรมชาติมีเวลาทำหลุมดำยากกว่าที่คิดไว้ก่อนหน้านี้
นักวิทยาศาสตร์พบว่าดาวนิวตรอนนี้เป็นลูกบอลนิวตรอนที่หมุนวนหนาแน่นประมาณ 12 ไมล์ในกระจุกดาวที่อายุน้อยมาก นักดาราศาสตร์สามารถใช้คุณสมบัติที่กำหนดอย่างดีของดาวฤกษ์อื่นในกระจุกดาวเพื่ออนุมานได้ว่าต้นกำเนิดของดาวนิวตรอนนี้มีมวลอย่างน้อย 40 เท่าของดวงอาทิตย์
“ การค้นพบของเราแสดงให้เห็นว่าดาวมวลสูงที่สุดบางดวงไม่ยุบตัวเพื่อก่อตัวเป็นหลุมดำตามที่ทำนาย แต่แทนที่จะก่อตัวเป็นดาวนิวตรอน” Michael Muno นักดาราศาสตร์จากฮับเบิลฮับเบิลและนักเขียนนำกระดาษตีพิมพ์ในวารสาร Astrophysical Journal จดหมาย
เมื่อดาวมวลสูงมากสร้างดาวนิวตรอนและไม่ใช่หลุมดำพวกมันจะมีอิทธิพลต่อองค์ประกอบของดาวฤกษ์รุ่นต่อไปในอนาคต เมื่อดาวยุบลงเพื่อก่อตัวดาวนิวตรอนมวลมากกว่า 95% ของมวลดาวฤกษ์ซึ่งส่วนใหญ่เป็นวัสดุที่อุดมด้วยโลหะจากแกนกลางของมันจะถูกส่งกลับไปยังพื้นที่รอบ ๆ
“ นี่หมายความว่าธาตุหนักจำนวนมหาศาลจะถูกนำกลับมาหมุนเวียนและสามารถก่อตัวเป็นดาวฤกษ์และดาวเคราะห์ดวงอื่น ๆ ได้” J. Simon Simon จากมหาวิทยาลัย Open ในสหราชอาณาจักรกล่าว
นักดาราศาสตร์ไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่าดาวฤกษ์ขนาดใหญ่นั้นจะก่อตัวเป็นหลุมดำแทนที่จะเป็นดาวนิวตรอนได้อย่างไร วิธีที่น่าเชื่อถือที่สุดในการประมาณค่ามวลของดาวต้นกำเนิดคือการแสดงให้เห็นว่าดาวนิวตรอนหรือหลุมดำเป็นสมาชิกของกระจุกดาวทุกแห่งซึ่งอยู่ใกล้กับอายุเท่ากัน
เนื่องจากดาวมวลสูงมากจะมีวิวัฒนาการเร็วกว่าดาวมวลน้อยกว่าจึงสามารถประมาณมวลของดาวฤกษ์ได้หากทราบขั้นตอนวิวัฒนาการของมัน ดาวนิวตรอนและหลุมดำเป็นระยะสุดท้ายในวิวัฒนาการของดาวดังนั้นบรรพบุรุษของพวกมันจะต้องเป็นหนึ่งในดาวมวลสูงที่สุดในกระจุกดาว
Muno และเพื่อนร่วมงานค้นพบดาวนิวตรอนที่เต้นเป็นจังหวะในกลุ่มของดาวที่รู้จักกันในชื่อ Westerlund 1 กลุ่มนี้ประกอบด้วยดาวนับแสนดวงหรือมากกว่านั้นในภูมิภาคเพียง 30 ปีแสงซึ่งบอกว่าดาวทุกดวงเกิดในตอนเดียวของดาว รูปแบบ. จากคุณสมบัติทางแสงเช่นความสว่างและสีดาวบางดวงในกระจุกดาวนั้นมีมวลประมาณ 40 ดวง ตั้งแต่กำเนิดของดาวนิวตรอนได้ระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวาแล้วมวลของมันจะต้องเป็นมวลดวงอาทิตย์มากกว่า 40 เท่า
หลักสูตรดาราศาสตร์เบื้องต้นบางครั้งสอนว่าดาวฤกษ์ที่มีมวลดวงอาทิตย์มากกว่า 25 ดวงกลายเป็นหลุมดำซึ่งเป็นแนวคิดที่จนกระทั่งเมื่อไม่นานมานี้ยังไม่มีหลักฐานเชิงสังเกตการณ์เพื่อทดสอบ อย่างไรก็ตามทฤษฎีบางทฤษฎีอนุญาตให้ดาวฤกษ์มวลสูงนี้หลีกเลี่ยงการกลายเป็นหลุมดำ ตัวอย่างเช่นการคำนวณทางทฤษฎีโดย Alexander Heger จากมหาวิทยาลัยชิคาโกและเพื่อนร่วมงานระบุว่าดาวมวลสูงมากจะระเบิดมวลอย่างมีประสิทธิภาพในช่วงชีวิตของพวกเขาพวกเขาจะทิ้งดาวนิวตรอนเมื่อพวกเขาไปซุปเปอร์โนวา สมมติว่าดาวนิวตรอนใน Westerlund 1 เป็นหนึ่งในนั้นมันทำให้เกิดคำถามว่าหลุมดำที่พบในทางช้างเผือกและกาแลคซีอื่นมาจากไหน
ปัจจัยอื่น ๆ เช่นองค์ประกอบทางเคมีของดาวหมุนเร็วแค่ไหนหรือความแรงของสนามแม่เหล็กของมันอาจบอกได้ว่าดาวมวลสูงปล่อยทิ้งไว้หลังดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ ทฤษฎีของดาวฤกษ์ที่มีองค์ประกอบทางเคมีตามปกติจะมีหน้าต่างเล็ก ๆ ของมวลเริ่มต้นประมาณ 25 และค่อนข้างน้อยกว่า 40 เท่าของมวลดวงอาทิตย์สำหรับการก่อตัวของหลุมดำจากการวิวัฒนาการของดาวมวลสูงดวงเดียว การระบุดาวนิวตรอนเพิ่มเติมหรือการค้นพบหลุมดำในกระจุกดาวอายุน้อยควร จำกัด มวลและคุณสมบัติของดาวนิวตรอนและต้นกำเนิดหลุมดำให้มากขึ้น
งานที่อธิบายโดย Muno นั้นมีพื้นฐานมาจากการสังเกตการณ์สองครั้งของจันทราในวันที่ 22 พฤษภาคมและ 18 มิถุนายน 2548 ศูนย์การบินอวกาศมาร์แชลของ NASA, Huntsville, Ala. จัดการโปรแกรมจันทราสำหรับคณะผู้แทนคณะวิทยาศาสตร์ของหน่วยงาน Astrophysical Astrophysical Observatory ควบคุมวิทยาศาสตร์และปฏิบัติการบินจากศูนย์เอ็กซ์เรย์จันทราในเคมบริดจ์
ข้อมูลและรูปภาพเพิ่มเติมสามารถดูได้ที่: http://chandra.harvard.edu
และ http://chandra.nasa.gov
แหล่งต้นฉบับ: ข่าวจันทรา
