ข่าว วันที่ 13 มกราคม 2557

พัลซาร์วงโคจรรี    13 มกราคม 2557    ดาวแคระขาวนั้นมักจะระเบิดและกลายสภาพได้แบบเดียวเท่านั้นคือ การตายกลายเป็นซุปเปอร์โนวาประเภท Ia แต่การวิเคราะห์ใหม่บอกว่าดาวแคระขาวนั้นอาจจะสร้างประภาคารชนิดพิเศษได้ด้วย คือเป็นพัลซาร์เสี้ยววินาทีกลุ่มเล็กๆ ที่ไม่เป็นไปตามแบบแผน

กลุ่มเมฆของอนุภาคมีประจุเคลื่อนที่ตามแนวเส้นแรงสนามแม่เหล็กของพัลซาร์(สีฟ้า) และสร้างลำการเปล่งคลื่นที่คล้ายประภาคาร(สีม่วง) ในภาพประกอบคำอธิบายนี้

พัลซาร์เสี้ยววินาที(millisecond pulsar) เป็นดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวหลายพันรอบต่อวินาที ลำแสงรังสีของพวกมันนั้นกระพริบผ่านแนวสายตาของเราทุกๆ ครั้งที่มันหมุนรอบตัว พวกมันมักจะก่อตัวในระบบดาวคู่ซึ่งดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเร็วขึ้นจากการดึงวัสดุสารออกจากดาวข้างเคียงของมัน แต่นักดาราศาสตร์ก็ได้พบพัลซาร์เสี้ยววินาทีจำนวนหนึ่งที่ดูแตกต่างจากที่พวกมันควรเป็นถ้าก่อตัวขึ้นด้วยวิธีนี้ แรงบีบฉีกที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการที่หมุนรอบตัวเร็วขึ้นน่าจะทำให้วงโคจรของดาวเหล่านี้เป็นวงกลม แต่ไม่ใช่ในกรณีของพัลซาร์ที่เพิ่งพบใหม่ล่าสุด PSR J2234+06 และ PSR J1946+3417 ซึ่งเป็นวงรี Paulo Freire จากสถาบันมักซ์พลังค์เพื่อดาราศาสตร์วิทยุ ในเจอรมนี และ Thomas Tauris จากสถาบันอาร์เกลันเดอร์เพื่อดาราศาสตร์ ในเจอรมนี เช่นกัน บอกในรายงานที่เสนอใน Monthly Notices of the Royal Astronomical Society ว่านั้นเป็นเพราะพัลซาร์ไม่ได้เริ่มต้นจากการเป็นดาวนิวตรอน แต่มันเป็นดาวแคระขาวที่อ้วนผิดปกติมาก่อนหน้า ดาวแคระขาวนั้นมีชื่อเสียงดีจากขีดจำกัดมวลที่เคร่งครัดของมันที่ 1.4 เท่ามวลดวงอาทิตย์หรือที่รู้จักกันว่า ขีดจำกัดจันทรเสกขา(Chandrasekhar limit) ดาวแคระขาวที่มีมวลเกินขีดจำกัดนี้มักจะระเบิด(ต้องขอบคุณปฏิกริยาหลอมนิวเคลียส กลายเป็นซุปเปอร์โนวา Ia) หรือยุบตัว(เป็นดาวนิวตรอน) แต่ดาวแคระขาวที่หมุนรอบตัวอย่างรวดเร็วนั้นอาจจะขาดแคลนแรงโน้มถ่วง รักษาสภาพมวลสูงของมันไว้ได้โดยไม่ต้องยุบตัวลงเอง ในสมมุติฐานของ Freire และ Tauris ระบบก่อนเป็นพัลซาร์(pre-pulsar system) ยังคงเริ่มต้นด้วยการเป็นระบบดาวคู่ แต่ ณ จุดนี้ ดาวแคระขาวกลับเป็นวัตถุที่หมุนรอบตัวเร็วขึ้นจากการดึงมวล การหมุนรอบตัวของมันเร็วมากๆ จนแทนที่จะยุบตัวลง วัตถุนั้นกลับอยู่รอดกลายเป็นดาวแคระขาวที่มวลสูงเกิน อย่างน้อยก็จนกว่าการสะสมมวลสารจะหยุดลงและดาวแคระขาวหมุนรอบตัวช้าลงมาก ซึ่งน่าจะใช้เวลาเป็นพันล้านปี เมื่อการหมุนรอบตัวช้าลง ดาวแคระขาวก็ไม่อาจชะลอความตายได้นานกว่านั้น และยุบตัวลงกลายเป็นพัลซาร์ที่หมุนรอบตัวอย่างรวดเร็ว แต่เนื่องจากการสะสมมวลสารขาดหายไปนานก่อนที่ดาวนิวตรอนจะก่อตัวขึ้น สมาชิกในระบบคู่จึงไม่ถูกบังคับให้อยู่ในวงโคจรทรงกลมอย่างที่นักดาราศาสตร์มักได้เห็น ลำดับเหตุการณ์ดาวแคระขาวนี้ไม่ได้เป็นงานเดียวที่สามารถอธิบายวงโคจรรี ลำดับเหตุการณ์แบบระบบไตรวัตถุที่ผลักหนึ่งในสมาชิกออกไปก็น่าจะสร้างระบบพัลซาร์เสี้ยววินาทีที่มีวงโคจรได้หลากหลาย แต่ลำดับเหตุการณ์ดาวแคระขาวได้สร้างความรีของวงโคจรที่เป็นไปได้เพียงแคบๆ คือ 0.09 ถึง 0.12(0 คือวงกลมสมบูรณ์ และ 1 คือพาราโบลา) และน่าสนใจยิ่งที่มันคล้ายกับระบบทั้งสองที่สำรวจพบ ดังนั้นแบบจำลองใหม่จึงไม่ใช่เรื่องบังเอิญ กุญแจสำคัญในขณะนี้ก็คือหาระบบแห่งอื่นที่คล้ายระบบทั้งสองนี้ให้ได้มากขึ้นและดูว่าพวกมันสอดคล้องกับแบบจำลองใดอย่างเหมาะเจาะ แต่แน่นอนว่า เส้นทางปกติยังคงโดดเด่น มีพัลซาร์เสี้ยววินาทีมากกว่า 100 แห่งที่สอดคล้องกับลำดับเหตุการณ์ดาวนิวตรอน และมีเพียงสองระบบนี้เท่านั้นที่น่าจะเริ่มขึ้นจากการเป็นดาวแคระขาว