นักวิทยาศาสตร์ค้นพบหนทางในการทำนายเวลาที่จะเกิด “Starquake” เหตุการณ์ที่เป็นคล้ายแผ่นดินไหวบนโลกซึ่งอุบัติขึ้นบนดาวนิวตรอน การค้นพบนี้สนับสนุนทฤษฎีที่ว่าปรากฏการณ์สะท้านสะเทือนดวงดาวนี้เกิดขึ้นเมื่อเปลือกของดาวหมุนช้ากว่าของเหลวที่แกนมากถึงระดับหนึ่ง
เมื่อดาวที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์หลายเท่าเกิดการระเบิดในเวลาสุดท้ายแห่งช่วงชีวิต และทิ้งไว้แต่ซากที่หมุนอย่างรวดเร็วซึ่งเต็มไปด้วยอิเลกตรอนและโปรตอนที่อยู่กันอย่างหนาแน่นและแน่นหนา จนทำให้เกิดการรวมตัวกันเข้าเป็นนิวตรอนในที่สุด นี่คือการก่อกำเนิดของดาวนิวตรอน ดวงดาวที่ขนาดเพียงแค่ 20 – 30 กิโลเมตร และเชื่อกัน (แบบนักวิทยาศาสตร์) ว่ามีเปลือกดาวเป็นของแข็งครอบคลุมแกนที่เป็นของเหลวในสถานะ “superfluid” ซึ่งเป็นสถานะของของเหลวที่มีการไหลแบบโดยไม่มีความเสียดทาน
องค์ประกอบสองส่วนนี้คือเปลือกดาวที่เป็นของแข็ง และแกนดาวที่เป็นของเหลว สามารถหมุนด้วยอัตราเร็วที่แตกต่างกัน อันเป็นปัจจัยที่นักวิจัยเชื่อว่านำไปสู่การเกิด starquake หรือที่เรียกอีกแบบว่า “glitch” ได้ ความแตกต่างนี้เกิดขึ้นเนื่องด้วยสนามแม่เหล็กของดาวนิวตรอนซึ่งฝังตัวอยู่ในเปลือกดาว สนามแม่เหล็กนี้จะปลดปล่อยรังสีที่เรียกว่า magnetic dipole radiation ซึ่งจะทำให้เปลือกดาวลดความเร็วในการหมุนลงไปเรื่อย ๆ อธิบายโดย ทอด สโตรเมเยอร์ (Tod Strohmayer) แห่ง NASA’s Goddard Space Flight Center ในมลรัฐแมรี่แลนด์ สหรัฐอเมริกา
“ส่วนที่เป็น superfluid จะไม่หมุนช้าลงมากเท่าส่วนเปลือก” สโตรเมเยอร์กล่าว “เราคิดว่าลักษณะเช่นนั้นไม่สามารถจะเป็นไปได้ตลอด ในที่สุดแล้วโมเมนตัมเชิงมุมส่วนเกินใน superfluid ที่มีสปินอยู่ จะส่งผ่านไปที่เปลือกดาว และนั่นก็เป็นสิ่งที่ทำให้เกิด glitch ขึ้น”
ในช่วงที่ glitch อุบัติขึ้น เปลือกดาวที่แข็งจะแตกออกเปิดทางให้ superfluid ไหลแทรกตามรอยแตก อันทำให้เปลือกดาวหมุนเร็วขึ้น เขากล่าว
ผลของเฝ้าสังเกต
ในขณะนี้ ทีมนักวิจัยที่นำโดย จอห์น มิดเดิลดิทช์ (John Middleditch) แห่ง Los Alamos National Laboratory ในมลรัฐนิวเม็กซิโก สหรัฐอเมริกา ได้ทำการวิเคราะห์การเพิ่มขึ้นของอัตราเร็วในการหมุนของเปลือกดาว เพื่อทำนายว่า glitch ครั้งต่อไปน่าจะเกิดขึ้นเมื่อใดในดาวนิวตรอนดวงหนึ่งที่ไม่เคยหยุดหย่อนจากการเกิด starquake
ดาวนิวตรอนดวงนี้จัดว่าเป็นพัลซาร์ดวงหนึ่ง ด้วยเหตุที่มันปลดปล่อยลำรังสีจากขั้วแม่เหล็กทั้งสองของดาว ขณะที่ดาวมีการหมุนรอบตัวเอง ซึ่งทำให้ลำของรังสีนั้นกวาดผ่านโลกซ้ำแล้วซ้ำเล่าด้วยคาบที่แน่นอนจนวัดได้เป็นพัลส์ที่ปรากฏขึ้นและหายไป พัลซาร์ดวงนี้มีชื่อว่า PSR J0537-6910 อยู่ห่างจากโลกของเรา 170,000 ปีแสง และปรากฏให้เห็นที่อายุเพียง 4,000 ปี (นั่นหมายถึงอายุของดาวดวงนี้ ณ เวลาที่รังสีปลดปล่อยออกมา ก่อนจะมาถึงโลกใน 170,000 ปีให้หลัง) เปลือกดาวของมันปกติหมุนที่อัตราเร็ว 62 ครั้งต่อวินาที ซึ่งถือว่าเป็นพัลซาร์อายุน้อยที่หมุนเร็วที่สุดเท่าที่เคยพบ
แต่ในช่วงที่เกิด glitch ขึ้น ดาวนิวตรอนดวงนี้จะหมุนด้วยอัตราที่เร็วขึ้นประมาณ 1 รอบในทุก ๆ 7 ชั่วโมง ทีมวิจัยค้นพบว่ายิ่งอัตราเร็วในการหมุนเพิ่มขึ้นมากขณะเกิด starquake เวลาของการเกิด starquake ครั้งต่อไปจะยิ่งห่างออกไปมากขึ้น
“จากการติดตามวัดอัตราเร็วในการหมุนของพัลซาร์และการเปลี่ยนแปลงอัตราการหมุน เราสามารถระบุเวลาที่จะเกิด starquake ได้ด้วยความไม่แน่นอนในระดับของช่วงเวลาไม่กี่วัน” กล่าวโดย มิดเดิลดิทช์ “ผมอยากให้การทำนายแผ่นดินไหวเป็นอะไรที่ง่ายแบบนี้บ้างจังเลย”
“มันเป็นผลวิจัยที่น่าตื่นเต้นมากจริง ๆ” สโตรเมเยอร์ ผู้ซึ่งไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของทีมวิจัยนี้กล่าวชื่นชมด้วยตื่นเต้น “ถือเป็นครั้งแรกที่มีคนสามารถแสดงให้เห็นว่าพวกเขาทำนายพฤติการณ์เขย่าดวงดาวแบบนี้ได้”
เด็กน้อยไม่ยอมหลับ
ทีมวิจัยตั้งข้อสงสัยว่าเหตุผลที่ดาวดวงนี้เกิดแผ่นดินไหวบ่อยอาจเพราะมันยังเป็นดาวอายุน้อย “มีพัลซาร์อายุชราจำนวนมากที่ดูเหมือนจะไม่เกิด glitch ขึ้นเลย”กล่าวโดยสมาชิกของทีม วิลเลียม จาง (William Zhang) แห่ง Goddard “พัลซาร์ทุกดวงอาจจะเป็นเช่นเดียวกันเมื่อมันแก่ตัวลง”
พัลซาร์อาจจะหยุดเกิดแผ่นดินไหวในช่วงอายุชราของมัน เนื่องจาก “ดาวทั้งดวงเริ่มหมุนด้วยอัตราเร็วที่เสมอกัน ทั้งส่วนเปลือกและแกน” กล่าวโดย จาง
นักวิจัยทำนายการเกิดแผ่นดินไหวใหญ่ครั้งต่อไปบนพัลซาร์ดวงนี้จะเกิดขึ้นราวเที่ยงคืนของวันที่ 4 สิงหาคม ตามเวลามาตรฐานกรินิช หรือตอนเช้าของวันที่ 5 สิงหาคม ตามเวลาในประเทศไทย “พวกเราจะดูว่าการเขย่าไปทั้งดวงดาวนั้นจะยังรุนแรงอยู่อย่างไร แต่มันก็รุนแรงเช่นนั้นเสมออยู่แล้ว” กล่าวโดย มิดเดิลดิทช์
อนึ่ง ดาวนิวตรอนอีกชนิด ที่เรียกว่า magnestar เกิดเขย่าไปทั้งดาวด้วย starquake ที่รุนแรงมากกว่า โดยที่อนุภาคและรังสีได้ทะลักออกมาท่วมเปลือกดาว เมื่อเปลือกดาวแตกออก
มิดเดิลดิทช์บรรยายงานวิจัยเมื่อวันจันทร์ที่ 5 มิถุนายนที่ผ่านมา ณ ที่ประชุมของ American Astronomical Society ในเมืองคาลการี แคนาดา
แหล่งข้อมูล
ข่าวจาก Physorg.com
http://www.physorg.com/news68737285.html
ข่าวจาก Newscientist.com
http://www.newscientistspace.com/channel/astronomy/dn9285.htmlh http://www.newscientistspace.com/channel/astronomy/dn9285.htmlttp://wwwstspace.com/channel/astronomy/dn9285.html
เข้าชม : 1023
|
.jpg)
.jpg)
