เครดิตรูปภาพ: NASA
นักวิทยาศาสตร์ที่สถาบันฟิสิกส์ดาราศาสตร์แห่งแคนาดา (CITA) และองค์การนาซ่าได้บันทึกรายละเอียดอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อนเกี่ยวกับการไหลของก๊าซที่หมุนวนอยู่ห่างจากพื้นผิวของดาวนิวตรอนเพียงไม่กี่ไมล์
การระเบิดครั้งใหญ่และหายากบนพื้นผิวของดาวนิวตรอนนี้ซึ่งปลดปล่อยพลังงานมากขึ้นในเวลาสามชั่วโมงกว่าดวงอาทิตย์ในรอบ 100 ปีส่องสว่างบริเวณนั้นและอนุญาตให้นักวิทยาศาสตร์ตรวจดูรายละเอียดของพื้นที่ที่ไม่เคยเปิดเผยมาก่อน พวกเขาสามารถดูรายละเอียดได้ดีเหมือนวงแหวนของก๊าซหมุนวนรอบ ๆ และไหลไปยังดาวนิวตรอนเนื่องจากวงแหวนนี้เกิดการระเบิดจากนั้นก็ค่อย ๆ ฟื้นรูปร่างดั้งเดิมหลังจากนั้นประมาณ 1,000 วินาที
ทั้งหมดนี้เกิดขึ้น 25,000 ปีแสงจากโลกซึ่งจับภาพแฟชั่นในแบบภาพยนตร์เป็นลำดับสองต่อวินาทีผ่านกระบวนการที่เรียกว่าสเปกโตรสโกปีกับ Rossi X-ray Timing Explorer ของนาซ่า
Dr. David Ballantyne แห่ง CITA ที่มหาวิทยาลัยโตรอนโตและ Dr. Tod Strohmayer จากศูนย์การบินอวกาศก็อดดาร์ดของนาซ่าในกรีนเบลต์รัฐแมดเดอร์สันนำเสนอผลลัพธ์นี้ในวารสาร Astrophysical Journal การสำรวจนี้ให้ข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับการไหลของดาวนิวตรอน (และอาจเป็นหลุมดำ) ที่เป็น“ ดิสก์สะสมมวลสาร” ซึ่งมักจะใช้เวลาไม่ถึงนาทีในการแก้ไขด้วยกล้องโทรทรรศน์ที่ทรงพลังที่สุด
“ นี่เป็นครั้งแรกที่เราสามารถดูภูมิภาคชั้นในของดิสก์สะสมมวลสารในกรณีนี้อย่างแท้จริงไม่กี่ไมล์จากพื้นผิวของดาวนิวตรอนเปลี่ยนโครงสร้างของมันแบบเรียลไทม์” Ballantyne กล่าว “ ดิสก์การสะสมเป็นที่รู้กันว่าไหลไปทั่ววัตถุหลายอย่างในจักรวาลตั้งแต่ดาวฤกษ์ก่อตัวใหม่ไปจนถึงหลุมดำยักษ์ในควาซาร์ไกลโพ้น รายละเอียดเกี่ยวกับวิธีที่ดิสก์สามารถไหลลงมาถึงตอนนี้”
ดาวนิวตรอนเป็นดาวฤกษ์ที่หนาแน่นและยังคงเป็นแกนกลางของดาวระเบิดที่มีมวลมากกว่าดาวฤกษ์อย่างน้อยแปดเท่า ดาวนิวตรอนบรรจุมวลของดวงอาทิตย์ซึ่งบรรจุอยู่ในทรงกลมไม่ใหญ่ไปกว่าโตรอนโต ดิสก์สะสมมวลรวมหมายถึงการไหลของก๊าซร้อน (พลาสมา) หมุนรอบดาวนิวตรอนและหลุมดำดึงดูดโดยแรงโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งของภูมิภาค ก๊าซนี้มักถูกจัดหาโดยดาวฤกษ์ใกล้เคียง
เมื่อเกิดปัญหากับดาวนิวตรอนมันจะสร้างชั้นของวัสดุ 10-10 เมตรซึ่งประกอบด้วยฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ การรวมกันของฮีเลียมเป็นคาร์บอนและองค์ประกอบที่หนักกว่าอื่น ๆ จะปล่อยพลังงานมหาศาลและให้พลังการระเบิดที่รุนแรงของรังสีเอกซ์ซึ่งมีพลังมากกว่าแสงที่มองเห็น (ฟิวชั่นนิวเคลียร์เป็นกระบวนการเดียวกับที่ให้พลังแก่ดวงอาทิตย์) การระเบิดดังกล่าวสามารถเกิดขึ้นได้หลายครั้งต่อวันบนดาวนิวตรอนและมีอายุประมาณ 10 วินาที
สิ่งที่ Ballantyne และ Strohmayer สำรวจบนดาวนิวตรอนดวงนี้ชื่อ 4U 1820-30 นั้นเป็น“ superburst” สิ่งเหล่านี้หาได้ยากยิ่งกว่าการระเบิดแบบธรรมดาที่ใช้ฮีเลียม นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่า superbursts เหล่านี้เกิดจากการสะสมของเถ้านิวเคลียร์ในรูปของคาร์บอนจากการหลอมฮีเลียม การคิดในปัจจุบันชี้ให้เห็นว่าต้องใช้เวลาหลายปีกว่าที่เถ้าถ่านจะสะสมตัวในระดับที่มันจะเริ่มหลอมรวม
ซุปเปอร์เบิร์สต์นั้นสว่างและยาวจนมันทำหน้าที่เหมือนสปอตไลท์ที่เปล่งแสงจากพื้นผิวดาวนิวตรอนและเข้าสู่พื้นที่ด้านในสุดของดิสก์สะสมมวลสาร แสง X-ray จากอะตอมเหล็กที่ส่องสว่างเป็นประกายในดิสก์เพิ่มมวลซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าฟลูออเรสเซนต์ Rossi Explorer ได้บันทึกลักษณะเฉพาะของการเรืองแสงของเหล็กนั่นคือสเปกตรัมของมัน ในทางกลับกันนี่เป็นข้อมูลเกี่ยวกับอุณหภูมิความเร็วและตำแหน่งของเหล็กรอบดาวนิวตรอน
“ Rossi Explorer สามารถรับการวัดสเปกตรัมฟลูออเรสเซนซ์ของอะตอมเหล็กได้ดีในทุก ๆ วินาที” Strohmayer กล่าว “ การเพิ่มข้อมูลทั้งหมดนี้เราได้ภาพของการเพิ่มดิสก์แบบผิดปกตินี้โดยการระเบิดทางความร้อน นี่คือรูปลักษณ์ที่ดีที่สุดที่เราหวังว่าจะได้รับเนื่องจากความละเอียดที่ต้องการเพื่อให้เห็นการกระทำนี้ในฐานะภาพแทนที่จะเป็นสเปกตรัมจะยิ่งใหญ่กว่าที่กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิลเสนอเป็นพันล้านเท่า”
นักวิทยาศาสตร์กล่าวว่าดาวนิวตรอนที่ระเบิดออกมาทำหน้าที่เป็นห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาดิสก์มวลรวมที่เห็น (แต่มีรายละเอียดน้อยลง) ผ่านจักรวาลรอบ ๆ หลุมดำที่อยู่ใกล้เคียงและกาแล็กซี่ควอซาร์ไกลโพ้น หลุมดำดาวฤกษ์ที่มีจานสะสมไม่ทำให้เกิดการระเบิดของเอ็กซ์เรย์
Rossi Explorer เปิดตัวในเดือนธันวาคม พ.ศ. 2538 เพื่อสังเกตวัตถุที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วมีพลังและหมุนเร็วเช่นหลุมดำมวลมหาศาลนิวเคลียสกาแล็กซี่ที่ใช้งานอยู่ดาวนิวตรอนและพัลซาร์มิลลิวินาที
แหล่งที่มาดั้งเดิม: NASA News Release
