นักดาราศาสตร์ที่ใช้หอสังเกตการณ์ X-ray ของ ESA ได้ตรวจพบจุดที่เล็กและสว่าง บนพื้นผิวของดาวนิวตรอนที่ชื่อว่า Geminga ซึ่งอยู่ห่างออกไป 500 ปีแสง จุดร้อนคือขนาดของสนามฟุตบอลและเกิดจากกลไกเดียวกับการผลิตหาง X-ray ของ Geminga การค้นพบนี้ระบุถึงการเชื่อมโยงที่ขาดหายไประหว่างการปล่อยรังสีเอกซ์และรังสีแกมม่าจาก Geminga
ดาวนิวตรอนเป็นดาวที่เล็กที่สุดที่รู้จัก พวกมันเป็นซากดาวขนาดใหญ่ที่หนาแน่นมากซึ่งเสียชีวิตจากการระเบิดอย่างหายนะที่เรียกว่าซุปเปอร์โนวา พวกมันถูกโยนลงไปในอวกาศอย่างลูกกระสุนและหมุนไปรอบ ๆ ด้วยความโกรธด้วยสนามแม่เหล็กที่แข็งแกร่งกว่าโลกหลายร้อยล้านเท่า
ในกรณีของ Geminga ลูกกระสุนปืนใหญ่นี้บรรจุมวลดวงอาทิตย์หนึ่งเท่าและครึ่งเท่าของมวลดวงอาทิตย์บีบตัวเป็นทรงกลมเพียง 20 กิโลเมตรและหมุนสี่เท่าทุกวินาที
ก้อนเมฆที่จอแจด้วยอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าล้อมรอบ Geminga อนุภาคเหล่านี้ถูกต้อนด้วยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า หอสังเกตการณ์ XMM- นิวตันของ ESA ค้นพบแล้วว่าอนุภาคเหล่านี้บางส่วนถูกผลักออกสู่อวกาศสร้างหางที่ไหลไปทางด้านหลังดาวนิวตรอนเมื่อมันพุ่งเข้าหา
นักวิทยาศาสตร์ไม่ทราบว่าหางของ Geminga นั้นเกิดจากอิเล็กตรอนหรือโดยอนุภาคคู่ที่มีประจุไฟฟ้าตรงข้ามเรียกว่าโพสิตรอน อย่างไรก็ตามพวกเขาคาดหวังว่าหากมีการเตะอิเล็กตรอนเข้าสู่อวกาศโพสิตรอนก็ควรจะถูกส่งไปยังดาวนิวตรอนเองเช่นในเป้าหมายของตัวเอง เมื่ออนุภาคเหล่านี้กระทบกับพื้นผิวของดาวพวกมันควรจะสร้างจุดร้อนซึ่งเป็นบริเวณที่ร้อนกว่าบริเวณโดยรอบอย่างมาก
ทีมนักดาราศาสตร์ระหว่างประเทศซึ่งนำโดย Patrizia Caraveo, IASF-CNR, อิตาลีได้รายงานการตรวจจับจุดร้อนดังกล่าวใน Geminga โดยใช้หอสังเกตการณ์ XMM-Newton ของ ESA
ด้วยอุณหภูมิประมาณสองล้านองศาจุดร้อนนี้ร้อนมากกว่าครึ่งล้านองศาของพื้นผิวโดยรอบ ตามงานใหม่นี้จุดร้อนของ Geminga อยู่ในรัศมีเพียง 60 เมตร
“ จุดที่ร้อนแรงนี้มีขนาดเท่าสนามฟุตบอล” Caraveo กล่าว“ และเป็นวัตถุที่เล็กที่สุดที่ตรวจพบนอกระบบสุริยะของเรา” รายละเอียดของขนาดนี้สามารถวัดได้เฉพาะบนดวงจันทร์และดาวอังคารเท่านั้นและจากนั้นยานอวกาศที่อยู่ในวงโคจรรอบ ๆ พวกมันเท่านั้น
การปรากฏตัวของฮอตสปอตถูกสงสัยในช่วงปลายปี 1990 แต่ตอนนี้เราสามารถเห็นมันได้แล้วหรือยังมีชีวิตอยู่เปล่งรังสีเอกซ์ขณะที่ Geminga หมุนเนื่องจากความไวที่เหนือกว่าของ X-ray หอดูดาวของ ESA
ทีมใช้กล้องถ่ายภาพยุโรปโฟตอน (EPIC) เพื่อทำการศึกษา Geminga ซึ่งใช้เวลาประมาณ 28 ชั่วโมงติดต่อกันและบันทึกเวลาที่จะมาถึงและพลังงานของโฟตอน X-ray ทุกครั้งที่ Geminga ปล่อยออกมาในระยะ XMM-Newtons
“ โดยรวมแล้วสิ่งนี้มีค่าเท่ากับ 76 850-X-ray การสำรวจของ Geminga ก่อนหน้านี้มีจำนวนมากเป็นสองเท่าตั้งแต่สมัยจักรวรรดิโรมัน” Caraveo กล่าว
การรู้อัตราการหมุนของ Geminga และเวลาของการมาถึงของโฟตอนแต่ละครั้งนั้นหมายความว่านักดาราศาสตร์สามารถระบุว่าโฟตอนใดมาจากแต่ละภูมิภาคของดาวนิวตรอนในขณะที่มันหมุน
เมื่อเปรียบเทียบโฟตอนที่มาจากภูมิภาคต่าง ๆ ของดาวพวกเขาพบว่าสี ของรังสีเอกซ์ซึ่งสอดคล้องกับพลังงานของพวกมันเปลี่ยนไปเมื่อ Geminga หมุน โดยเฉพาะอย่างยิ่งพวกเขาสามารถเห็นการเปลี่ยนแปลงสีที่แตกต่างกันอย่างชัดเจนเมื่อเห็นจุดร้อนแล้วหายตัวไปหลังดาว
งานวิจัยนี้ปิดช่องว่างระหว่างการเอกซเรย์และการปล่อยรังสีแกมม่าจากดาวนิวตรอน XMM- นิวตันได้แสดงให้เห็นว่าพวกมันทั้งคู่สามารถเกิดขึ้นผ่านกลไกทางกายภาพเดียวกันนั่นคือการเร่งความเร็วของอนุภาคที่มีประจุในสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์ที่เสื่อมเหล่านี้
“ การสังเกต Geminga ของ XMM- นิวตันนั้นมีประโยชน์อย่างยิ่ง” Norbert Schartel นักวิทยาศาสตร์โครงการ ESA ของ XMM-Newton กล่าว “ เมื่อปีที่แล้วมันให้การค้นพบแหล่งที่มาและตอนนี้ก็พบจุดร้อนที่หมุนได้”
Caraveo ได้นำเทคนิคใหม่นี้ไปใช้กับดาวนิวตรอนที่เต้นเป็นจังหวะอื่น ๆ ที่ XMM- นิวตันตรวจพบเพื่อหาจุดร้อน การวิจัยครั้งนี้แสดงให้เห็นถึงเครื่องมือใหม่ที่สำคัญในการทำความเข้าใจฟิสิกส์ของดาวนิวตรอน
แหล่งที่มาดั้งเดิม: ข่าว ESA
