นักฟิสิกส์ได้สร้างกรอบการทำงานเพื่อให้เข้าใจสสารที่มีความหนาแน่นสูงภายในดาวนิวตรอนได้ดียิ่งขึ้น โดยรวมการสังเกตจากเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงและกล้องโทรทรรศน์ทั่วไปเข้ากับผลการทดลองจากเครื่องเร่งอนุภาคผลลัพธ์จากทีมที่นำโดยSabrina Huthจาก Technische Universität Darmstadt ในเยอรมนี และTsun Ho (Peter) Pangจาก Utrecht University ในเนเธอร์แลนด์ บ่งชี้ว่าดาวนิวตรอนหลายดวงประสบกับแรงกดดันจากความเสื่อมภายในที่มากกว่าที่คาดการณ์ไว้ ผลที่ตามมา
คือ ดาวนิวตรอนบางดวงมีรัศมีกว้างกว่าที่คาด ซึ่งเป็นผลที่บอกใบ้ไว้
ก่อนหน้านี้ในการสังเกตการณ์โดยการ ทดลอง Neutron Star Interior Composition Explorer Mission (NICER)บนสถานีอวกาศนานาชาติ
ดาวนิวตรอนเป็นหนึ่งในวัตถุที่สูงที่สุดในจักรวาล พวกมันคือแกนกลางของดาวฤกษ์ที่ถูกบดขยี้ซึ่งระเบิดเป็นซุปเปอร์โนวา และแม้จะมีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเพียง 20 กิโลเมตร พวกมันก็มีมวลมากถึง 2.3 เท่าของดวงอาทิตย์ ภายในตัวพวกมันมีความดันสูงมากจนอิเล็กตรอนที่มีประจุลบและโปรตอนที่มีประจุบวกถูกบดอัดเข้าด้วยกัน ก่อตัวเป็นร่างที่สร้างจากนิวตรอนที่มีประจุเป็นกลางเกือบทั้งหมด
คำว่า “ความดันเสื่อม” หมายถึงการที่อนุภาคสองอนุภาคใดๆ ซึ่งในกรณีนี้คือนิวตรอนไม่สามารถที่จะอยู่ในระดับพลังงานเดียวกันได้เมื่อถูกบดขยี้เข้าด้วยกัน ความไร้ความสามารถนี้ก่อให้เกิดแรงดันภายนอกที่สวนกลับซึ่งทำงานเพื่อป้องกันไม่ให้ดาวนิวตรอนถูกบดขยี้อีกต่อไป “ดังนั้น สำหรับความกดอากาศสูง นิวตรอนต้องการอยู่ห่างกันมากขึ้น ส่งผลให้ดาวนิวตรอนมีขนาดใหญ่ขึ้น” แป้งอธิบาย
สมการของรัฐ
การรู้รัศมีของดาวนิวตรอนจะช่วยให้นักฟิสิกส์ดาราศาสตร์จำกัดสมการสถานะของดาว ซึ่งอธิบายคุณสมบัติของสสารภายในดาวนิวตรอนและกำหนดรัศมีของมัน เนื่องจากไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าสมการสถานะคืออะไร ทีมของ Huth และ Pang จึงค้นหารูปแบบที่เป็นไปได้ 15,000 รูปแบบในการสร้างแบบจำลอง โดยป้อนข้อมูลจากดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวหลายดวงที่รู้จักกันในชื่อพัลซาร์ ตลอดจนการ
สังเกตคลื่นความโน้มถ่วงของการควบรวมสองครั้งระหว่างนิวตรอนสองตัว
ดาว สิ่งเหล่านี้รวมถึงการควบรวมกิจการที่เรียกว่า GW170817 ซึ่งกลายเป็นพาดหัวข่าวในปี 2560 เมื่อตรวจพบโดยเครื่องตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วง LIGO และกล้องโทรทรรศน์ที่สังเกตการณ์ที่ความยาวคลื่นทั่วสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้า ด้วยเหตุนี้จึงเป็นการประกาศรุ่งอรุณของดาราศาสตร์แบบหลายผู้ส่งสาร
การศึกษาล่าสุดได้ใช้วิธีการสื่อสารแบบหลายสารเพิ่มเติมโดยการรวมข้อมูลจากการชนกันระหว่างไอออนทองคำที่เร่งความเร็วจนเกือบจะเป็นความเร็วแสง การชนกันเหล่านี้เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงและมีความหนาแน่นต่ำ ซึ่งแตกต่างจากอวกาศที่อุณหภูมิต่ำ แต่วัตถุอย่างดาวนิวตรอนมีความหนาแน่นสูง ด้วยการรวมผลลัพธ์ของการชนที่เครื่องเร่งอนุภาคหลายเครื่อง (รวมถึงGSI Helmholtz Center for Heavy Ion Researchในเมือง Darmstadt ตลอดจนLawrence Berkeley National LaboratoryและBrookhaven National Laboratoryในสหรัฐอเมริกา) เข้ากับการสังเกตการณ์ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ จึงเป็นไปได้ที่จะเริ่มเชื่อมช่องว่างใน ความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสสารในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ผลที่ได้ยังเพิ่มความเข้าใจของนักวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นระหว่างการควบรวมดาวนิวตรอน ในเหตุการณ์ดังกล่าว ดาวนิวตรอนสองดวงที่โคจรอยู่ใกล้กันจะค่อยๆ หมุนเข้าหากัน เมื่อพวกมันเริ่มรวมตัวกัน แรงโน้มถ่วงจะทำให้รูปร่างของมันผิดรูปไป การเสียรูปนี้แสดงให้เห็นในคลื่นความโน้มถ่วงที่ปล่อยออกมาระหว่างการรวมตัว และขึ้นอยู่กับมวลและรัศมีของดาวนิวตรอน ดาวนิวตรอนที่มีรัศมีกว้างกว่าจะมีขนาดกะทัดรัดน้อยกว่าและมีแรงโน้มถ่วงที่อ่อนกว่า ซึ่งอาจส่งผลต่อปริมาณเศษซากที่ปล่อยออกมาจากการรวมตัว เศษซากเรืองแสงที่ตรวจจับได้ในแสงเป็น “กิโลโนวา” ดังนั้นปริมาณของเศษซากและคุณสมบัติของมันจึงเป็นตัวกำหนดว่ากิโลโนวาจะมองเห็นได้แค่ไหน
Nicolás Yunesนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยอิลลินอยส์ เออร์บานา-แชมเพน สหรัฐอเมริกา ซึ่งไม่ได้เกี่ยวข้องกับงานวิจัยล่าสุด แต่ก่อนหน้านี้เคยใช้การสังเกตการณ์แบบหลายสารเพื่อแยกแยะคุณสมบัติของสสารดาวนิวตรอน คิดว่าเราควรคาดการณ์ผลลัพธ์ดังกล่าวให้มากกว่านี้ ในอนาคต. “ดาราศาสตร์แบบหลายสารนั้นทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงอย่างแท้จริงและมีผลกระทบต่อความเข้าใจของเราเกี่ยวกับสถานะของสสารที่ความหนาแน่นและความกดดันสูง” เขากล่าว
ด้วยรุ่นอัพเกรดของ LIGO ( Advanced LIGO ) ที่คาดว่าจะสามารถรับคลื่นความโน้มถ่วงจากการควบรวมดาวนิวตรอน-ดาวคู่อื่นๆ อีกมากมาย ที่ระดับความไวที่มากขึ้น และ NICER ยังคงให้การวัดรัศมีของพัลซาร์อย่างเป็นอิสระต่อไป นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์น่าจะสามารถทำได้ในไม่ช้า วางขอบเขตที่แข็งแกร่งยิ่งขึ้นบนสมการสถานะของดาวนิวตรอน “ด้วยการรวมข้อมูลที่อุณหภูมิสูงแต่ความหนาแน่นต่ำเข้ากับข้อมูลที่อุณหภูมิต่ำแต่ความหนาแน่นสูง เราจะเริ่มเรียนรู้อย่างแม่นยำว่าสสารมีพฤติกรรมอย่างไรในเอกภพ” Yunes สรุป
แนะนำ : รีวิวซีรี่ย์เกาหลี | ลายสัก | รีวิวร้านอาหาร | โทรศัพท์มือถือ ราคาถูก | เรื่องย่อหนัง
