ดาวนิวตรอนพันธุ์ใหม่

 

     นักดาราศาสตร์ได้พบวัตถุกระพริบแสงปริศนาในกาแลคซีทางช้างเผือกของเรา ซึ่งปลดปล่อยพลังงานออกมาทางโลกสามครั้งต่อชั่วโมง วัตถุประหลาดที่ทรงพลังดวงนี้ซึ่งอยู่ห่างออกไปราว 4000 ปีแสงจากดวงอาทิตย์ ไม่เหมือนกับโครงสร้างใดๆ ที่เคยสำรวจพบมา

     วัตถุปริศนาซึ่งมีชื่อสั้นๆ ว่า GLEAM ปรากฏขึ้นมาอย่างปัจจุบันทันด่วนในการสำรวจทางช้างเผือกในช่วงคลื่นวิทยุเมื่อเร็วๆ นี้ นักวิจัยบอกว่า GLEAM สว่างขึ้นรวดเร็วในช่วงเวลาราว 60 วินาที และกลายเป็นหนึ่งในวัตถุที่สว่างที่สุดบนท้องฟ้าเป็นเวลาสั้นๆ จากนั้นก็หายไปสู่ความมืดอีกครั้งในทันที และในอีก 20 นาทีต่อมา มันก็ปรากฏขึ้นอีก สว่างเพิ่มขึ้นจนถึงความสว่างสูงสุดและมืดลงในอีก 1 นาทีต่อมา

ทางช้างเผือกเมื่อมองจากโลก รูปดาวแสดงตำแหน่งของวัตถุปริศนาที่ปรากฏชั่วคราวแบบซ้ำๆ

     วัตถุลักษณะเช่นนี้ ซึ่งปรากฏตัวและหายตัวไปต่อหน้าต่อตา(กล้องโทรทรรศน์) รู้จักในชื่อว่า transient โดยปกติ วัตถุชั่วคราวเหล่านี้อาจจะเป็นดาวที่ตายแล้ว, ซุปเปอร์โนวา หรือเป็นซากดาวประหลาดที่หมุนรอบตัวเร็วมาก ที่เรียกว่า ดาวนิวตรอน อย่างไรก็ตาม ไม่มีคำอธิบายมาตรฐานข้างต้นอันใดเลยที่สอดคล้องกับพฤติกรรมของ GLEAM เป็นไปได้ว่า GLEAM เป็นหลักฐานของวัตถุฟากฟ้าชนิดใหม่เอี่ยมที่ไม่เคยแม้แต่มีคำทำนายถึงมาก่อนจนถึงบัดนี้

     วัตถุนี้ปรากฏขึ้นมาแล้วก็หายไปในเวลาเพียงไม่กี่ชั่วโมงในระหว่างการสำรวจของเรา ซึ่งเป็นเรื่องที่คาดไม่ถึงโดยสิ้นเชิง Natasha Hurley-Walker ผู้เขียนนำการศึกษา นักดาราศาสตร์วิทยุที่มหาวิทยาลัยเคอร์ติน ในเบนท์ลีย์ ออสเตรเลีย กล่าวในแถลงการณ์ มันโผล่มาหลอกนักดาราศาสตร์เลย เนื่องจากไม่มีใครคิดว่าจะมีวัตถุอย่างนี้อยู่

     ทรานเซียนส์มักจะแบ่งได้เป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่โผล่มาและหายไปอย่างช้าๆ(slow transients) เป็นเวลาหลายวัน จากนั้นก็หายไปในเวลาไม่กี่เดือน นี่รวมถึงซุปเปอร์โนวาซึ่งเป็นการระเบิดที่สว่างจ้าเมื่อดาวที่ตายลงได้สาดชั้นบรรยากาศส่วนนอกออกมาในการระเบิดที่รุนแรง จากนั้นก็ค่อยๆ มืดลงเมื่อซากที่เหลือมีอุณหภูมิเย็นลงเรื่อยๆ และยังมีกลุ่ม fast transients ซึ่งโผล่มาและหายไปในเวลาเพียงเสี้ยววินาที ซึ่งรวมถึงวัตถุอย่างพัลซาร์(pulsars) ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเร็วมากในขณะที่เปล่งคลื่นวิทยุสว่างออกมาซึ่งสร้างโดยสนามแม่เหล็กของดาว

ภาพจากศิลปินแสดงว่าวัตถุนี้น่าจะมีสภาพอย่างไรถ้ามันเป็นมักนีตาร์ มักนีตาร์(magnetar) เป็นดาวนิวตรอนซึ่งมีสนามแม่เหล็กที่รุนแรงมาก บางส่วนก็เปล่งคลื่นวิทยุออกมา มักนีตาร์ที่พบจะหมุนรอบตัวในเวลาไม่กี่วินาที แต่ในทางทฤษฎีก็ยังมีมักนีตาร์คาบยาวมาก ซึ่งน่าจะหมุนรอบตัวช้ากว่านั้นมาก

     ผู้เขียนในการศึกษาใหม่กำลังมองหาเหตุการณ์ชั่วคราวลักษณะเหล่านั้นโดยใช้กล้องโทรทรรศน์วิทยุเครือข่ายพื้นที่กว้างเมอร์ชิสัน(MWA) ในพื้นที่ห่างไกลของออสเตรเลีย เมื่อพวกเขาได้พบ GLEAM การเปิด-ปิดเกิดขึ้นเร็วกว่าเกินกว่าจะเป็นซุปเปอร์โนวา และช้าเกินกว่าจะเป็นพัลซาร์ รูปแบบการสว่างขึ้นนาน 1 นาทีของ GLEAM ได้ท้าทายคำอธิบายทั้งปวง การวิเคราะห์วัตถุนี้ได้แสดงว่ามันสว่างอย่างไม่น่าเชื่อแต่ก็มีความเล็กกว่าดวงอาทิตย์ การเปล่งคลื่นวิทยุของมันยังมีโพลาไรซ์(polarized; คลื่นแสงสั่นในระนาบเดียว) อย่างรุนแรง ซึ่งบอกว่าถูกสร้างขึ้นโดยสนามแม่เหล็กที่ทรงพลังอย่างสุดขั้ว

     คุณลักษณะเหล่านี้สอดคล้องกับวัตถุทางทฤษฎีชนิดหนึ่งที่เรียกว่า ดาวแม่เหล็กคาบยาวมาก(ultra-long period magnetar) ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่มีความเป็นแม่เหล็กสูง ซึ่งหมุนรอบตัวช้ามากๆ ในขณะที่มีการทำนายการมีอยู่ แต่ก็ไม่เคยสำรวจพบวัตถุชนิดที่หายากนี้ได้มาก่อน Hurley-Walker กล่าวว่า ไม่มีใครคิดว่าจะได้พบวัตถุแบบนี้โดยตรง เนื่องจากเราไม่คาดคิดว่าพวกมันจะสว่างมาก บางที การเปลี่ยนพลังงานแม่เหล็กให้กลายเป็นคลื่นวิทยุของมัน เกิดขึ้นอย่างมีประสิทธิภาพมากกว่าที่เราเคยได้เห็นมา

     แต่ก็ยังอาจมีคำอธิบายอื่นสำหรับ GLEAM อยู่เช่นกัน นักวิจัยกล่าวเสริม มันอาจจะเป็นดาวแคระขาว(white dwarf; เถ้าถ่านของดาวซึ่งมีมวลไม่สูงพอที่จะยุบตัวกลายเป็นดาวนิวตรอน) ชนิดที่พบได้ยาก ซึ่งนานมากๆ จึงจะเปล่งคลื่นวิทยุออกมาจากการดึงวัสดุสารจากดาวข้างเคียงในระบบคู่ ดาวลักษณะนี้อาจจะสร้างจังหวะอย่างที่พบใน GLEAM ได้ ถ้ามันหมุนรอบตัวด้วยความเร็วที่เหมาะสม ทีมกล่าว

Murchison Wide Array กลุ่ม 107 เป็นหนึ่งในกลุ่มทั้ง 256 กลุ่ม อยู่ห่าง 1.5 กิโลเมตรจากแกนกลางเครือข่าย

      ยังคงต้องการการศึกษาในช่วงความยาวคลื่นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ เพื่อไขปริศนานี้ ขณะนี้ที่เมื่อตรวจจับ GLEAM แล้ว นักวิจัยก็ได้ขุดการสำรวจในคลังจาก MWA เพื่อดูว่ายังมีวัตถุคล้ายๆ กันปรากฏอีกหรือไม่ การศึกษาเผยแพร่ในวารสาร Nature วันที่ 26 มกราคม

แหล่งข่าว space.com : astronomers detect powerful cosmic object unlike anything they’ve seen
 before
                sciencedaily.com : mysterious object unlike anything astronomers have seen before