นักวิจัยได้ค้นพบวิธีใหม่ในการตรวจจับเหตุการณ์การควบรวมกิจการที่ร้ายแรงที่สุดในจักรวาลก่อนที่จะเกิดขึ้น
ดาวนิวตรอนซึ่งเป็นแกนกลางที่มีความหนาแน่นสูงของดาวฤกษ์ตายมวลมากที่หมุนวนเข้าหากันหรือกลายเป็นหลุมดำ สามารถทำให้เกิดคลื่นยักษ์ขึ้นในมหาสมุทรของอนุภาคที่มีประจุหนักรอบๆ ดาวนิวตรอน นักวิจัยค้นพบว่าคลื่นยักษ์เหล่านี้เกิดจากการปะทุของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าที่อาจทำหน้าที่เป็นระบบเตือนภัยล่วงหน้าสำหรับการควบรวมกิจการที่กำลังจะเกิดขึ้น
ดาวนิวตรอนอาจเป็นวัตถุที่รุนแรงที่สุดในจักรวาล ใช่ หลุมดำอาจดูแปลกใหม่กว่า แต่ก็ค่อนข้างง่าย—พวกมันมีแรงโน้มถ่วงมาก ในทางตรงกันข้าม ดาวนิวตรอนเป็นนิวเคลียสของอะตอมขนาดยักษ์ ซึ่งเกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ที่น่าสนใจและซับซ้อนซึ่งหลุมดำไม่มี
ดาวนิวตรอนทั่วไปมีเส้นผ่านศูนย์กลางเพียงไม่กี่กิโลเมตร แต่สามารถชั่งน้ำหนักได้หลายเท่าของมวลดวงอาทิตย์ ประกอบด้วยนิวตรอนเกือบทั้งหมด (จึงเป็นชื่อ) แต่มีอิเล็กตรอนอิสระ โปรตอน และไอออนของนิวเคลียสหนัก พวกมันเกิดจากซุปเปอร์โนวา - การระเบิดของดาวมวลมากที่กำลังจะตาย - และบางดวงอาจมีสนามแม่เหล็กที่แรงที่สุดในจักรวาลทั้งหมด
ภายในของดาวนิวตรอนนั้นลึกลับที่สุด เนื่องจากความดันและความหนาแน่นนั้นสูงมากจนเกินความรู้ฟิสิกส์ของเราในปัจจุบัน บางแบบจำลองแนะนำว่านิวเคลียสเป็นเพียงกระแสนิวตรอนที่สม่ำเสมอ ในขณะที่บางรุ่นแนะนำว่านิวตรอนเองสลายตัวเป็นควาร์กของพวกมัน เบื้องหลังแกนในคือมวลนิวตรอนที่แข็งและเรียบ ซึ่งจะค่อยๆ เปลี่ยนเป็นรูปแบบที่ซับซ้อนมากขึ้น เช่น บล็อกและเกลียว ซึ่งเรียกรวมกันว่าวางนิวเคลียร์
เป็นที่เชื่อกันว่าเปลือกนอกของดาวนิวตรอนประกอบด้วยอิเล็กตรอนและนิวตรอนของไหลยิ่งยวดซึ่งเปิดทางให้ผลึกขัดแตะเมื่อเข้าใกล้พื้นผิว ในที่สุดก็มีมหาสมุทร - ชั้นของอิเล็กตรอนเหลว นิวตรอนและไอออนที่ระดับความลึก 10 ถึง 100 ม.
ธรรมชาติที่แปลกใหม่อย่างยิ่งของสสารภายใต้สภาวะเหล่านี้ – ซุปเปอร์ฟลูอิดนิวตรอนมักจะไม่เกิดขึ้น – ทำให้ดาวนิวตรอนเป็นตัวเลือกที่สำคัญสำหรับการศึกษาฟิสิกส์สุดขั้ว แนวคิดนี้ได้รับการขัดเกลาหลังจากการค้นพบ GW 170817 ซึ่งเป็นสัญญาณคลื่นโน้มถ่วงที่ตรวจพบพร้อมกับการปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าของดาวนิวตรอนสองดวงที่รวมเข้าด้วยกัน การตรวจจับร่วมซึ่งเรียกว่าดาราศาสตร์หลายผู้รับสาร ช่วยให้นักฟิสิกส์สามารถสำรวจแกนของดาวนิวตรอนอย่างที่ไม่เคยมีมาก่อน
แต่เนื่องจากคลื่นโน้มถ่วงถูกตรวจพบครั้งแรกในปี 2017 เราจึงไม่เห็นเหตุการณ์การรวมตัวของดาวนิวตรอนอีกเลย ซึ่งน่าผิดหวังเพราะดาวนิวตรอนเป็นหนึ่งในห้องปฏิบัติการที่ดีที่สุดของธรรมชาติสำหรับการทดสอบฟิสิกส์พลังงานสูง
แต่ตอนนี้ วิธีการใหม่ในการสังเกตพฤติกรรมแปลกใหม่ของดาวนิวตรอนอาจทำให้เราไม่ต้องรอนานอีกต่อไป บทความฉบับใหม่ที่ตีพิมพ์ในเดือนพฤษภาคมในฐานข้อมูลก่อนพิมพ์ arXiv มุ่งเน้นไปที่มหาสมุทรของดาวนิวตรอน ซึ่งนอกจากอิเล็กตรอนและนิวตรอนอิสระแล้ว ยังสามารถประกอบด้วยคาร์บอน ออกซิเจน และธาตุเหล็ก แม้ว่ามหาสมุทรจะค่อนข้างตื้นเมื่อเทียบกับความลึกทั้งหมดของดาวนิวตรอน แต่ก็เป็นชั้นนอก (ไม่นับ "ชั้นบรรยากาศ" ที่บางอย่างไม่น่าเชื่อ) และเป็นส่วนหนึ่งของดาวนิวตรอนที่ตอบสนองต่อเอกภพชั้นนอกได้ง่ายที่สุด
โดยเฉพาะอย่างยิ่ง นักวิจัยพบว่ามหาสมุทรตื้นเหล่านี้สามารถรองรับกระแสน้ำอย่างมหาสมุทรบนโลกได้ แต่การที่จะเพิ่มกระแสน้ำบนดาวนิวตรอนนั้นต้องใช้แรงดึงดูดมากกว่ามากเพื่อเอาชนะแรงโน้มถ่วงสุดขั้วนั้นทั้งหมด กระแสน้ำในดาวนิวตรอนจะปรากฏขึ้นก็ต่อเมื่อดาวนิวตรอนอยู่ใกล้พอที่จะเข้าใกล้วัตถุมวลมากหนาแน่น เช่น ดาวนิวตรอนหรือหลุมดำ
โชคดีที่ระบบไบนารีดังกล่าวค่อนข้างธรรมดา เนื่องจากโดยทั่วไปแล้วดาวจะก่อตัวในหลายระบบและผ่านวงจรชีวิตของพวกมัน ในที่สุดก็ทิ้งการรวมตัวของหลุมดำและดาวนิวตรอนไว้เบื้องหลัง
เมื่อดาวนิวตรอนเริ่มรวมตัวกับดาวนิวตรอนหรือหลุมดำอื่น วัตถุจะค่อยๆ หมุนวนเข้าหากันเป็นเวลาหลายปี ขณะที่พวกมันหมุนไป คลื่นความโน้มถ่วงจะดึงพลังงานจากระบบดึงให้ทั้งคู่เข้าใกล้ ท้ายที่สุด ในช่วงเวลาสุดท้าย การควบรวมกิจการจะเสร็จสิ้นภายในไม่กี่วินาที
แต่ก่อนหน้านั้นที่จะเกิดขึ้น ดาวเทียมที่โคจรอยู่สามารถกระตุ้นกระแสน้ำที่ก้องกังวานบนดาวนิวตรอนได้ กระแสน้ำเหล่านี้สามารถรักษาความถี่ได้สูงถึง 100 เมกะเฮิรตซ์ และให้พลังงานสูงถึง 10^29 จูล เพื่อให้คุณได้ทราบว่าจำนวนนั้นมากเพียงใด เผ่าพันธุ์มนุษย์ทั้งหมดใช้เพียง 10^20 จูลต่อปี คลื่นเรโซแนนซ์ของดาวนิวตรอนเพียงดวงเดียวมีพลังงานมากกว่าการแผ่รังสีของดวงอาทิตย์ทั้งหมดเป็นเวลา 10 ปี
กระแสน้ำเหล่านี้ประกอบด้วยมหาสมุทรพลาสมาต่างจากคลื่นในมหาสมุทร ประจุไฟฟ้าที่รุนแรงหมายความว่ากระแสน้ำสามารถปล่อยรังสีแม่เหล็กไฟฟ้าที่รุนแรงซึ่งปรากฏให้เราเห็นว่าเป็นรังสีเอกซ์และรังสีแกมมา
จากการคำนวณของพวกเขา นักวิจัยคาดว่าหอสังเกตการณ์ในอวกาศเช่น Fermi Space Gamma-ray Telescope และ Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) สามารถตรวจจับดาวนิวตรอนได้หลายดวงในแต่ละปี และสัญญาณเหล่านี้จะปรากฏขึ้นหลายปีก่อนสุดท้าย การควบรวมกิจการ.
ด้วยคำเตือนนี้ นักดาราศาสตร์สามารถเตรียมกล้องโทรทรรศน์และหอดูดาวของพวกเขาให้พร้อมที่จะจับช่วงเวลาของการควบรวมกิจการ และเจาะลึกข้อมูลคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นโน้มถ่วงที่มีค่ายิ่งขึ้นไปอีก
คุณสามารถช่วยยูเครนต่อสู้กับผู้รุกรานรัสเซีย วิธีที่ดีที่สุดคือบริจาคเงินให้กับกองทัพยูเครนผ่าน เซฟไลฟ์ หรือทางเพจอย่างเป็นทางการ NBU.
สมัครสมาชิกหน้าของเราใน Twitter ที่ Facebook.
อ่าน: