ดาวนิวตรอน “แม่ม่ายดำ” ใช้เวลาหนึ่งชั่วโมงในการโคจรรอบดาว

ดวงอาทิตย์ของเราอยู่ด้วยตัวมันเองในดาราจักรนี้ โดยไม่มีดาวข้างเคียงโคจรรอบมัน

แต่ระบบดาวคู่นั้นค่อนข้างธรรมดา และเพื่อนบ้านที่ใกล้ที่สุดของเราดูเหมือนจะเป็นระบบสามดาว เมื่อพิจารณาว่ามีดาวฤกษ์ประเภทต่าง ๆ กี่ประเภท ระบบหลายดาวหลายระบบมีการรวมกันที่แปลกประหลาด โดยมีดาวขนาดยักษ์ที่ไม่เสถียรซึ่งโคจรอยู่ถัดจากดาวที่ค่อนข้างธรรมดา

ในวารสาร Nature ฉบับวันพุธนี้ นักวิจัยรายงานเรื่องความหายาก: ดาวนิวตรอน “แม่ม่ายดำ” ที่อยู่ใกล้กับดาวคู่ของมันมากพอที่จะระเบิดมันด้วยรังสี หากกระบวนการดำเนินต่อไป ในที่สุดมันก็จะนำไปสู่การระเหยและการตายของดาวฤกษ์ และเพียงเพื่อการวัดที่ดี ทั้งคู่ก็มีสหายที่อยู่ห่างไกลซึ่งเป็นดาวแคระที่เก่าแก่และหายาก

UFA Slot

ตามหาของแปลกงานเริ่มต้นในจดหมายเหตุของZwicky Transient Facility ZTF ได้รับการออกแบบมาเพื่อสแกนท้องฟ้าทั้งหมดในซีกโลกเหนือทุก ๆ สองวัน และใช้ซอฟต์แวร์เพื่อเลือกสิ่งที่เปลี่ยนแปลง บ่อยครั้ง นี่อาจหมายถึงบางสิ่งที่ระเบิดขึ้น: จู่ๆ ดวงดาวก็สว่างขึ้น (ในบางกรณีอาจมองเห็นได้จากโลกเป็นครั้งแรก) เพราะมันระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา

แต่การค้นหานี้มองหาการเปลี่ยนแปลงความสว่างชั่วคราว: วัตถุที่จะสว่างขึ้นและจางลงเป็นระยะอีกครั้ง ซึ่งมักจะเกิดจากดาวที่โคจรรอบกัน และนักวิจัยได้ใช้การค้นหาเพื่อค้นหาดาวคู่ใกล้โดยเฉพาะ โดยที่ดาวสองดวงโคจรรอบกันและกันในระยะทางที่พอดีกับทั้งสองในระบบสุริยะของเรา ในขณะที่ดาวทั้งสองดวงบดบังกันและกันจากมุมมองของโลก ปริมาณแสงทั้งหมดที่มายังโลกจะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะ

สิ่งหนึ่งที่ออกมาจากการสำรวจคือ ZTF J1406+1222 และมันก็… แปลก การสังเกตติดตามผลยืนยันว่าแสงจากระบบมีรูปแบบคล้ายคลื่นไซน์ ซึ่งมีขึ้นและลงเป็นประจำ แต่ดำเนินการตามกำหนดเวลาที่รัดกุม โดยมีระยะเวลาไม่เกินหนึ่งชั่วโมง และพฤติกรรมไม่ได้เกิดจากสุริยุปราคา เนื่องจากความยาวคลื่นของแสงบางช่วงแสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญกว่าช่วงอื่นๆ มาก โดยความยาวคลื่นบางช่วงเห็นความเข้มที่แตกต่างกัน 13 เท่าในรอบหนึ่งชั่วโมง หาก ZTF J1406+1222 เกี่ยวข้องกับดาวสุริยุปราคา จากนั้นความยาวคลื่นส่วนใหญ่จะเห็นการเปลี่ยนแปลงในความเข้มที่คล้ายคลึงกัน

เนื่องจากคำอธิบายที่ชัดเจนดูเหมือนจะใช้ไม่ได้ผล นักวิจัยจึงหันไปใช้คำอธิบายที่ไม่ชัดเจนแต่ยังคงมีความเป็นไปได้ และดวงที่พวกเขาชื่นชอบก็เกี่ยวข้องกับดาวฤกษ์ที่โคจรรอบโดยดาวข้างเคียงที่มองไม่เห็น แต่ในกรณีนี้ สหายที่มองไม่เห็นสร้างรังสีจำนวนมากซึ่งทำให้ดาวฤกษ์ร้อนขึ้น กระบวนการนี้โดยพื้นฐานแล้วจะสร้างดาวฤกษ์ที่มีด้าน “ในเวลากลางวัน” ที่ถูกอาบด้วยรังสี ดังนั้นมันจึงมีพลังและสว่างกว่า และด้าน “กลางคืน” ที่เปล่งความสว่างที่แท้จริงของดาว

ต้องใช้พลังงานเท่าไรเพื่อให้ได้ความต่างของความส่องสว่างแบบนี้? นักวิจัยประเมินพลังงานนี้ในหน่วย ergs ที่ไร้ประโยชน์อย่างเต็มที่ต่อวินาที ใส่ในหน่วยที่อย่างน้อยก็ค่อนข้างจะเข้าใจได้ มันทำงานออกมาได้ประมาณ 10 12เมกะตันต่อวินาที ซึ่งตามมาตรฐานส่วนใหญ่ รังสีทั้งหมด

ใยแมงมุมีวัตถุเพียงไม่กี่ชนิดเท่านั้นที่สามารถผลิตรังสีได้ นักวิจัยแยกแยะดาวแคระขาวซึ่งผลิตรังสีจำนวนมากในพื้นที่อัลตราไวโอเลตของสเปกตรัม ดูเหมือนว่า ZTF J1406+1222 จะไม่มีส่วนเกินอยู่มากนัก ซึ่งหมายความว่าดาวแคระขาวไม่น่าจะเกิดขึ้นได้ นั่นทำให้เรามีดาวนิวตรอนเป็นคำอธิบายที่เป็นไปได้มากที่สุด

นี่ไม่ใช่ครั้งแรกที่มีการสังเกตระบบที่มีดาวนิวตรอนอย่างใกล้ชิด พอจะเห็นว่าพวกเขาหยิบคำศัพท์ของตัวเองขึ้นมา คนแรกที่ระบุชื่อได้ชื่อว่า ” พัลซาร์แม่ม่ายดำ ” เนื่องจากดาวนิวตรอนกำลังอาบดาวนิวตรอนในดาวคู่ของมันด้วยรังสีมากพอที่จะทำลายมัน ภายหลังการค้นพบระบบที่คล้ายคลึงกันถูกรวมเข้าด้วยกันในหมวดหมู่ของไบนารีแม่ม่ายดำ ซึ่งกลายเป็นส่วนย่อยของการจำแนกประเภททั่วไปของไบนารีของแมงมุม

เมื่อมองใกล้ขึ้นที่ ZTF J1406+1222 พบว่าดาวฤกษ์มีเส้นดูดกลืนไฮโดรเจนในสเปกตรัม นั่นค่อนข้างผิดปกติ เนื่องจากดาวส่วนใหญ่ประกอบด้วยไฮโดรเจนที่มีพลังงานสูงซึ่งปล่อยรังสีออกมาเป็นจำนวนมาก แต่ในกรณีนี้ ดูเหมือนว่ารังสีจะขับไฮโดรเจนออกจากดาวฤกษ์เป็นจำนวนมาก ซึ่งสามารถดูดซับรังสีจากสิ่งแวดล้อมได้ สอดคล้องกับแนวคิดที่ว่านี่คือระบบแม่ม่ายดำ ที่ซึ่งดาวฤกษ์ถูกกำหนดให้ระเหยไป

ZTF J1406+1222 เป็นเลขฐานสองแม่ม่ายดำที่ใกล้เคียงที่สุดที่เราเคยพบมา และทำให้เกิดคำถามว่ามันจะก่อตัวได้อย่างไร แต่คำถามเหล่านั้นมีมากกว่าส่วนเลขฐานสองของระบบแม่ม่ายดำ การสังเกตการณ์ยังเปิดเผยว่ามีดาวฤกษ์ข้างเคียงที่มีแนวโน้มโน้มถ่วง ทำให้กลายเป็นระบบสามดาว และโดยธรรมชาติแล้ว ดาวดวงนั้นก็ค่อนข้างแปลกเช่นกัน ซึ่งอยู่ในหมวดหมู่ที่เรียกว่า (ฉันไม่ได้เป็นคนสร้าง) ดาวแคระเย็นที่เจ๋ง สิ่งเหล่านี้เก่ามากและมีองค์ประกอบในระดับต่ำมาก ยกเว้นไฮโดรเจนและฮีเลียม

สุดท้ายนี้ ไม่เพียงแต่ส่วนประกอบแต่ละส่วนของระบบนี้แปลก แต่ระบบโดยรวมยังค่อนข้างแปลกอีกด้วย คู่หูชั้นนอกโคจรอยู่ที่ประมาณ 600 หน่วยดาราศาสตร์ (หนึ่ง AU คือระยะห่างเฉลี่ยระหว่างโลกกับดวงอาทิตย์) ในระยะนี้ แรงดึงดูดมีน้อย และความไม่พอใจใดๆ อาจทำให้ระบบสามดาวแตกสลาย ซึ่งน่าแปลกอย่างยิ่งเนื่องจากวงโคจรของระบบเข้าใกล้แกนดาราจักร และอาจเห็นการระเบิดของซุปเปอร์โนวาเมื่อดาวนิวตรอนก่อตัวขึ้น หมายความว่า ZTF J1406+1222 มีข้อแก้ตัวมากมายที่จะสลายไปในตอนนี้ newberryfordinc.com

 

Releated