ดาวนิวตรอนในระบบเอกซ์เรย์ไบนารี่ 4U 1820-30 หมุนด้วยความเร็ว 716 ครั้งต่อวินาที ทำให้ดาวนิวตรอนเป็นหนึ่งในวัตถุที่หมุนเร็วที่สุดเท่าที่เคยพบเห็น ตามการวิเคราะห์ข้อมูลที่รวบรวมโดย Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) ของ NASA ระหว่าง ปี 2560 และ 2565
ภาพวาดโดยศิลปินเกี่ยวกับระบบเอกซเรย์ไบนารี่ 4U 1820-30 ในแกนกลางของกระจุกดาวทรงกลม NGC 6624 เครดิตรูปภาพ: NASA
4U 1820-30อยู่ห่างจากโลกประมาณ 26,000 ปีแสง ในกลุ่มดาวราศีธนู
ระบบเอกซเรย์ไบนารี่นี้เป็นส่วนหนึ่งของกระจุกดาวทรงกลมที่อุดมด้วยโลหะที่เรียกว่าเอ็นจีซี 6624-
ประกอบด้วยดาวสองดวง ได้แก่ ดาวนิวตรอนและดาวแคระขาวคู่ข้าง ส่วนหลังโคจรดาวนิวตรอนทุกๆ 11 นาที ทำให้ระบบนี้มีคาบการโคจรที่สั้นที่สุดที่ทราบ
โดยทั่วไป 4U 1820-30 จะแสดงภาพเอ็กซ์เรย์ระเบิดสั้นๆ โดยจะคงอยู่เพียง 10-15 วินาทีเท่านั้น อาจเป็นเพราะเชื้อเพลิงที่อุดมด้วยฮีเลียมที่ติดไฟจะเผาไหม้อย่างรวดเร็วบนพื้นผิว
“เนื่องจากแรงโน้มถ่วงที่รุนแรงของมัน ดาวนิวตรอนจึงดึงสสารออกจากดาวคู่ของมัน” ดร.เการวา ใจสวัสดิ์ จาก DTU Space และเพื่อนร่วมงานกล่าว
“เมื่อวัตถุสะสมบนพื้นผิวเพียงพอ จะเกิดการระเบิดแสนสาหัสบนดาวนิวตรอน คล้ายกับระเบิดปรมาณู”
นักดาราศาสตร์ใช้กล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์ NICER ของ NASA ซึ่งติดตั้งอยู่ด้านนอกสถานีอวกาศนานาชาติ เพื่อสังเกต 4U 1820-30
“เรากำลังศึกษาการระเบิดแสนสาหัสจากระบบนี้ แล้วก็พบการสั่นที่น่าทึ่ง บ่งบอกว่าดาวนิวตรอนหมุนรอบแกนกลางด้วยความเร็วอย่างน่าประหลาดใจ 716 ครั้งต่อวินาที” ดร. ใจสวัสดิ์ กล่าว
“หากการสังเกตการณ์ในอนาคตยืนยันสิ่งนี้ ดาวนิวตรอน 4U 1820-30 จะเป็นหนึ่งในวัตถุที่หมุนรอบเร็วที่สุดเท่าที่เคยพบเห็นในจักรวาล ซึ่งตรงกับดาวนิวตรอนอีกดวงหนึ่งที่เรียกว่า PSR J1748-2446 เท่านั้น”
ระหว่างปี 2017 ถึง 2021 NICER ตรวจพบการระเบิดรังสีเอกซ์แสนสาหัส 15 ครั้งจาก 4U 1820-30
มันเป็นหนึ่งในการระเบิดเหล่านี้ที่แสดงสัญญาณที่เรียกว่า 'การสั่นของการระเบิดด้วยความร้อน' ซึ่งเกิดขึ้นที่ความถี่ 716 เฮิรตซ์
การแกว่งของการระเบิดเหล่านี้ตรงกับความถี่การหมุนของดาวนิวตรอนเอง ซึ่งหมายความว่าดาวนิวตรอนหมุนรอบแกนด้วยอัตราสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 716 ครั้งต่อวินาที
“ระหว่างการระเบิด ดาวนิวตรอนจะสว่างกว่าดวงอาทิตย์ถึง 100,000 เท่า และปล่อยพลังงานจำนวนมหาศาลออกมา” ดร.เจอโรม เชเนเวซ นักวิจัยจาก DTU Space กล่าว
เรากำลังเผชิญกับเหตุการณ์สุดขั้ว และจากการศึกษาเหตุการณ์เหล่านี้ เราก็ได้รับข้อมูลเชิงลึกใหม่เกี่ยวกับวงจรชีวิตของระบบดาวคู่และการก่อตัวขององค์ประกอบในจักรวาล"
ที่ผลการวิจัยปรากฏในวารสารดาราศาสตร์ฟิสิกส์-
-
เการาวา เค. ไจวัลและคณะ- 2024 การศึกษาที่ครอบคลุมเกี่ยวกับการระเบิดของรังสีเอกซ์แสนสาหัสจาก 4U 1820-30 ด้วย NICER: การโต้ตอบของดิสก์เพิ่มมวลและการสั่นของการระเบิดของผู้สมัครเอพีเจ975, 67; สอง: 10.3847/1538-4357/ad794e
