ดาวมรณะขนาดเท่าดวงจันทร์มีขนาดเล็กที่สุดเท่าที่เราเคยเห็นมา
มันเป็นดาวแคระขาวที่มีความหนาแน่นสูงมากจนยุบแกนกลางของดาวฤกษ์ในช่วงมวลดวงอาทิตย์ แต่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 4,280 กิโลเมตร (2,660 ไมล์) มากที่สุดอีกด้วยมโหฬารดาวแคระขาวที่เราเคยเห็นมา มีมวลประมาณ 1.35 เท่าของมวลดวงอาทิตย์
ใช้เวลาสักครู่เพื่อพันศีรษะของคุณ - เล็กน้อยเหนือมวลดวงอาทิตย์ของเราที่อัดแน่นอยู่ในทรงกลมที่มีขนาดใหญ่กว่าขนาดของดวงจันทร์เพียงเล็กน้อยเท่านั้น ค่อนข้างน่าเหลือเชื่อใช่ไหม?
และดาวแคระขาวชื่อ ZTF J1901+1458 ซึ่งอยู่ห่างจากโลกประมาณ 130 ปีแสงจริงๆเป็นเหลือเชื่อ. ความหนาแน่นและมวลของมันทำให้มันเข้าใกล้ขอบของขีด จำกัด จันทรเศขาร- มวลสูงสุดของดาวแคระขาวสามารถมีได้ก่อนที่มันจะไม่เสถียรจนระเบิดกลายเป็นซูเปอร์โนวาอันน่าตื่นตาตื่นใจ
“เราพบวัตถุที่น่าสนใจมากซึ่งมีขนาดไม่ใหญ่พอที่จะระเบิดได้”อิลาเรีย ไกอาซโซ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์เชิงทฤษฎีจากคาลเทคกล่าว- เรากำลังพิสูจน์อย่างแท้จริงว่าดาวแคระขาวสามารถมีมวลได้มากเพียงใด
ดาวแคระขาวเป็นดาวที่ตายแล้วที่มีมวลน้อยที่สุดบนความต่อเนื่องของดาวฤกษ์ พวกมันก่อตัวขึ้นจากแกนดาวฤกษ์ที่ยุบตัวซึ่งมีมวลมากถึงแปดเท่าของดวงอาทิตย์ เมื่อดวงดาวเหล่านี้จบลำดับหลัก (นิวเคลียร์ฟิวชัน) อายุการใช้งาน พวกมันระเบิดวัสดุภายนอกของมันออกไป และแกนกลางที่เหลือซึ่งไม่ได้รับการสนับสนุนจากแรงกดดันภายนอกของฟิวชันอีกต่อไป จะยุบตัวลงเป็นวัตถุที่มีความหนาแน่นสูงเป็นพิเศษ
จนถึงขีดจำกัดจันทรเศขาร มีมวลประมาณ 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ หรือที่เรียกว่าความดันความเสื่อมของอิเล็กตรอนป้องกันไม่ให้ดาวแคระขาวพังทลายลงไปอีกภายใต้แรงโน้มถ่วงของมันเอง ที่ระดับความดันหนึ่ง อิเล็กตรอนจะถูกดึงออกจากนิวเคลียสของอะตอม และเนื่องจากอิเล็กตรอนที่เหมือนกันไม่สามารถครอบครองพื้นที่เดียวกันได้อิเล็กตรอนเหล่านี้จะจ่ายแรงดันภายนอกเพื่อป้องกันไม่ให้ดาวฤกษ์ยุบตัว
อย่างไรก็ตาม มีดาวแคระขาวจำนวนมากอยู่ในระบบดาวคู่ นั่นหมายความว่าพวกมันถูกขังอยู่ในวงโคจรเต้นรำกับดาวดวงอื่น หากดาวสองดวงอยู่ใกล้พอ ดาวแคระขาวจะดูดสสารออกจากดาวฤกษ์คู่ของมัน ซึ่งเป็นกระบวนการที่สามารถทำให้ดาวที่ตายแล้วเคลื่อนผ่านขีดจำกัดจันทรเศขา ซึ่งมักจะก่อให้เกิดซูเปอร์โนวาประเภท Ia
ดูเหมือนว่า ZTF J1901+1458 จะเป็นกรณีพิเศษ
จากการวิเคราะห์ของทีม ดาวแคระขาวเป็นผลจากการควบรวมระหว่างดาวแคระขาวที่มีขนาดเล็กกว่าสองดวง เมื่อรวมกันแล้ว พวกมันไม่ใหญ่พอที่จะไปถึงขีดจำกัดจันทรเศขารและสร้างซูเปอร์โนวาประเภท Ia ได้
มันมีอายุเพียงประมาณ 100 ล้านปี โดยมีสนามแม่เหล็กบ้าสำหรับดาวแคระขาว ซึ่งมีพลังมากกว่าดวงอาทิตย์ประมาณพันล้านเท่า นอกจากนี้ยังมีการหมุนที่รุนแรง โดยหมุนรอบทุกๆ เจ็ดนาที นั่นไม่ใช่การโคจรรอบดาวแคระขาวเร็วที่สุดเท่าที่เคยมีมา แต่มันอยู่บนนั้น ลักษณะเหล่านี้บ่งบอกถึงการควบรวมกิจการในอดีต
สิ่งที่เกิดขึ้นต่อจากนี้อาจเป็นเรื่องที่น่าหลงใหลอย่างยิ่ง
“นี่เป็นการคาดเดาอย่างมาก แต่ก็มีความเป็นไปได้ที่ดาวแคระขาวจะมีมวลมากพอที่จะยุบตัวลงไปอีกดาวนิวตรอน-Caiazzo อธิบาย-
“มันมีมวลมากและหนาแน่นมากจนอิเล็กตรอนถูกจับโดยโปรตอนในนิวเคลียสเพื่อสร้างนิวตรอนในแกนกลางของมัน เนื่องจากแรงกดดันจากอิเล็กตรอนดันต้านแรงโน้มถ่วง ทำให้ดาวฤกษ์ไม่บุบสลาย แกนกลางจึงพังทลายลงเมื่อมีจำนวนมากเพียงพอ ของอิเล็กตรอนจะถูกกำจัดออกไป"
ดาวนิวตรอนซึ่งมีความหนาแน่นมากกว่าดาวแคระขาว และได้รับการสนับสนุนจากความดันการเสื่อมของนิวตรอน จะก่อตัวขึ้นเมื่อดาวฤกษ์ที่มีมวลระหว่าง 8 ถึง 30 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จะหมดอายุการใช้งาน เมื่อมันเคลื่อนตัวออกไปโดยพัดวัสดุชั้นนอกออกไป แกนดาวฤกษ์จะพังทลายลงเป็นดาวนิวตรอน
หากการวิเคราะห์ของทีม ZTF J1901+1458 ถูกต้อง จะแนะนำเส้นทางการก่อตัวอีกรูปแบบหนึ่งสำหรับตัวอย่างที่มีมวลต่ำกว่าของวัตถุสุดขั้วเหล่านี้
ในทางกลับกัน อาจหมายความว่า ZTF J1901+1458 และดาวฤกษ์อื่นๆ ที่คล้ายกันนี้สามารถบอกเราได้มากมายเกี่ยวกับประเภทของระบบคู่ดาวแคระขาวที่กลายเป็นดาวนิวตรอน ทีมงานหวังว่าจะได้พบพวกเขา
มีคำถามมากมายที่ต้องตอบ เช่น อัตราการรวมตัวกันของดาวแคระขาวในดาราจักรเป็นเท่าใด และเพียงพอที่จะอธิบายจำนวนซูเปอร์โนวาประเภท Ia ได้หรือไม่ สนามแม่เหล็กเกิดขึ้นได้อย่างไรในเหตุการณ์ที่ทรงพลังเหล่านี้ และเหตุใดจึงเป็นเช่นนั้น ความแรงของสนามแม่เหล็กในหมู่ดาวแคระขาวมีความหลากหลายขนาดนั้นเหรอ?”ไกอาซโซกล่าวว่า-
การค้นหาดาวแคระขาวจำนวนมากที่เกิดจากการควบรวมจะช่วยเราตอบคำถามเหล่านี้และอื่นๆ อีกมากมาย
งานวิจัยที่ได้รับการตีพิมพ์ในธรรมชาติ-
