นักวิทยาศาสตร์ค้นหา "ขีด จำกัด สูงสุด" สำหรับขนาดของดาวนิวตรอน

พรมแดนสุดท้ายเป็นที่อยู่อาศัยของวงจรชีวิตและความตายนับไม่ถ้วน แม้แต่เหตุการณ์ที่ร้ายแรงที่สุดก็สามารถให้กำเนิดดาวเคราะห์และดวงดาวใหม่ได้ ดาวนิวตรอนเป็นตัวอย่างหนึ่งแม้ว่ารายละเอียดเฉพาะเกี่ยวกับขนาดของยักษ์ใหญ่เหล่านี้ได้ทำให้นักวิทยาศาสตร์หลุดพ้นมานานหลายทศวรรษ

วัตถุในจักรวาลเหล่านี้เป็นแกนกลางที่ยุบตัวของดาวฤกษ์ที่มีขนาดใหญ่ซึ่งครั้งหนึ่งเคยมีขนาดใหญ่ขึ้นพวกมันจะตกอยู่ภายใต้น้ำหนักของมันเอง “ ดาวซอมบี้” เหล่านี้ถูกค้นพบในปี 1967 และนับเป็นดาวที่เล็กที่สุดและหนาแน่นที่สุดนับตั้งแต่นั้นมา แต่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ไม่สามารถระบุได้ว่าร่างกายของดาวฤกษ์ที่ตายตัวเหล่านี้จะมีความหนาแน่นได้จนถึงตอนนี้ได้อย่างไร

เอกสารเผยแพร่เมื่อวันที่ 9 มกราคมใน วารสาร Astrophysical รายละเอียดว่ากลุ่มนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเกอเธ่แฟรงค์เฟิร์ตสามารถสร้างงานวิจัยก่อนหน้าเพื่อคำนวณมวลสูงสุดของดาวนิวตรอนได้อย่างแม่นยำ

ดาวนิวตรอนทั่วไปมีรัศมี 12 กิโลเมตร (7.5 ไมล์) และมีความหนาแน่นประมาณ 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์หรือ 1.4 เท่ามวลดวงอาทิตย์ มิติเหล่านี้ได้สร้างสนามความโน้มถ่วงคล้ายกับหลุมดำแล้ว อย่างไรก็ตามพบตัวอย่างที่ใหญ่กว่านี้: pulsar PSR J0348 + 0432 - นาฬิกานิวตรอนหมุนได้ที่อุณหภูมิ 2.01 เท่าของมวลดวงอาทิตย์

เนื่องจากดาวนิวตรอนมีความสามารถในการสร้างสนามความโน้มถ่วงที่ทรงพลังนักวิทยาศาสตร์จึงอยากทราบว่าดาวเหล่านี้สามารถเติบโตในมวลเช่นหลุมดำได้หรือไม่ งานวิจัยใหม่นี้นำมาสู่แสงสว่างที่ดาวนิวตรอนไม่สามารถเติบโตได้อย่างไม่มีกำหนดเช่นหลุมดำ แต่พวกเขามี "ขีด จำกัด บนที่เข้มงวด" ซึ่งเป็น 2.16 เท่าของดวงอาทิตย์

กลุ่มนักดาราศาสตร์ฟิสิกส์คำนวณโดยใช้ข้อมูลจากการทดลองในแบบจำลองทางทฤษฎีพวกเขาใช้การวิจัยก่อนหน้านี้ซึ่งระบุว่ามี "ความสัมพันธ์สากล" ระหว่างดาวนิวตรอนซึ่งหมายความว่าพวกเขาสามารถแสดงเป็นค่าคงที่ในสมการ สิ่งนี้ทำให้พวกเขาใช้ข้อมูลที่เก็บรวบรวมเมื่อปีที่แล้วโดยนักวิจัยที่สังเกตการรวมตัวของดาวนิวตรอนสองดวงเพื่อให้ตัวเลขที่เป็นรูปธรรมมากขึ้นในส่วนที่เป็นนามธรรมของการคำนวณนี้

“ ความงามของการวิจัยเชิงทฤษฎีคือสามารถทำนายได้ อย่างไรก็ตามทฤษฎีจำเป็นต้องมีการทดลองเพื่อจำกัดความไม่แน่นอนบางอย่างของมันออกมา” ศาสตราจารย์ลูเซียโนเรซโซล่าผู้เขียนนำรายงานกล่าว “ มันน่าทึ่งมากที่การสังเกตการรวมตัวของนิวตรอนดาวคู่แบบไบนารีที่เกิดขึ้นหลายล้านปีแสงรวมกับความสัมพันธ์สากลที่ค้นพบผ่านงานทางทฤษฎีของเราทำให้เราสามารถไขปริศนาที่มองเห็นการเก็งกำไรมากมายในอดีต”

ด้วยปัญหานี้ภายใต้เข็มขัดของพวกเขานักดาราศาสตร์ฟิสิกส์สามารถเข้าใจมวลของวัตถุอวกาศได้ดีขึ้นจากระยะไกล ไม่ใช่วิธีที่ดีที่จะเข้าใจว่ามีอะไรเกิดขึ้นอีกหลายล้านปีแสง