ดาวนิวตรอน คืออะไร เกิดขึ้นได้อย่างไร และมีคุณลักษณะอย่างไร

ดาวนิวตรอน ร่องรอยการระเบิดในอวกาศ

ในห้วงอวกาศแสนลึกลับ มีวัตถุต่างๆ มากมายที่มนุษย์ได้สำรวจพบแล้ว และอีกมากมายที่ยังไม่รู้จัก ดาวนิวตรอน เป็นหนึ่งในปรากฏการณ์ที่นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบ แต่เราก็ยังไม่รู้จักดาวชนิดนี้มากนัก

ดาวนิวตรอน (Neutron Stars) คือ แก่นกลางขนาดเล็กของดวงดาวที่หลงเหลืออยู่ หลังการระเบิดอย่างรุนแรงของมหานวดาราหรือ “ซูเปอร์โนวา” (Supernova) เมื่อดาวฤกษ์มวลมากวิวัฒนาการมาถึงจุดจบของวงจรชีวิต ซึ่งนับเป็นหนึ่งในเหตุการณ์การระเบิดครั้งรุนแรงที่สุดที่ส่งฝุ่นละออง เศษซากของดวงดาว และกลุ่มก๊าซมากมายกระจายออกไปในห้วงอวกาศ ก่อนหลงเหลือไว้เพียงแก่นกลางความหนาแน่นสูงที่ปราศจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน

ดาวนิวตรอน, โลกและดาราศาสตร์, ดาราศาสตร์, ดวงดาว, ชนิดของดวงดาว, อวกาศ, การระเบิดในอวกาศ
ดาวนิวตรอน / ภาพถ่าย : นาซา

โครงสร้างของดาวนิวตรอน

ดาวนิวตรอนเป็นดวงดาวขนาดเล็กที่มีความหนาแน่นสูง มีเส้นผ่านศูนย์กลางราว 10 ถึง 20 กิโลเมตร มีมวล 1 ถึง 2 เท่าของดวงอาทิตย์ แต่มีขนาดเล็กกว่าดวงอาทิตย์ในระบบสุริยะราว 30,000 ถึง 70,000 เท่า

ดาวนิวตรอนมีแรงดึงหรือแรงโน้มถ่วงสูง หากนำเนื้อสารของดาวนิวตรอนขนาดใกล้เคียงก้อนน้ำตาลเล็ก ๆ 1 ก้อนมาไว้บนโลก อาจมีน้ำหนักมากถึง 100 ล้านตันบนโลก เนื่องจากอะตอมของดาวนิวตรอนไม่มีช่องว่างระหว่างอนุภาคโปรตอน (Proton) และอิเล็กตรอน (Electron) ทำให้ประจุบวกและประจุลบของอนุภาคเรียงตัวอยู่ชิดติดกันจนเกิดเป็น “นิวตรอน” (Neutron) ซึ่งเป็นอนุภาคที่มีคุณสมบัติเป็นกลางทางไฟฟ้า และกลายเป็นชื่อเรียกของดวงดาวความหนาแน่นสูงเหล่านี้

ดาวนิวตรอน, โลกและดาราศาสตร์, ดาราศาสตร์, ดวงดาว, ชนิดของดวงดาว, อวกาศ, การระเบิดในอวกาศ
ดาวนิวตรอน / ภาพถ่าย : นาซา

อย่างไรก็ตาม ดาวนิวตรอนจะมีขนาดของมวลไม่เกิน 3 เท่าของดวงอาทิตย์ เนื่องจากหากมีมวลมากกว่านี้ แรงโน้มถ่วงของดาวจะเอาชนะแรงดันดีเจนเนอเรซี (Electron Degeneracy Pressure) ที่ทำให้แก่นดาวยุบตัวลงจนกลายเป็นหลุมดำ (Black Hole)

การหมุนของดาวนิวตรอนและ “พัลซาร์” (Pulsars)

หลังการระเบิดอย่างรุนแรงของมหานวดารา โครงสร้างชั้นนอกของดาวฤกษ์จะถูกส่งออกไปในอวกาศ เหลือไว้เพียงดาวนิวตรอนหรือแก่นดวงดาวที่เหลืออยู่ ซึ่งถูกหมุนจากแรงเหวี่ยงในการระเบิด พร้อมกับการบีบอัดและหดตัวลงจากการสูญเสียองค์ประกอบของดวงดาวดั้งเดิม

ดาวนิวตรอน, โลกและดาราศาสตร์, ดาราศาสตร์, ดวงดาว, ชนิดของดวงดาว, อวกาศ, การระเบิดในอวกาศ
พัลซาร์ (Pulsars) / ภาพถ่าย : NASA/CXC/IUSS/A.De Luca et al

โดยทั่วไปแล้ว ดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเองด้วยอัตราที่รวดเร็วมาก บางดวงหมุนรอบตัวเองมากถึง 700 รอบต่อ 1 วินาที หรือบางดวงอาจใช้เวลา 30 วินาทีต่อการหมุน 1 รอบ เพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุมจากการเปลี่ยนแปลงของรัศมีหรือโครงสร้างของดวงดาวที่ลดขนาดลง

ดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว เรียกว่า “พัลซาร์” (Pulsars) เป็นดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงที่ปลดปล่อยลำรังสีออกมาโดยรอบเป็นจังหวะซ้ำ ๆ พัลซาร์สามารถสูญเสียพลังงานจนกลายเป็นดาวนิวตรอนปกติ เมื่อหมุนตัวไปหลายล้านปี

โลกและดาราศาสตร์, ดาราศาสตร์, ดวงดาว, ชนิดของดวงดาว, อวกาศ, การระเบิดในอวกาศ
พัลซาร์และการปลดปล่อยลำรังสี / ภาพประกอบ : National Radio Astronomy Observatory

ในปัจจุบัน ดาวนิวตรอนที่เรารู้จักโดยส่วนใหญ่เป็นพัลซาร์ ถึงแม้ว่าในกาแล็กซีจะมีดาวนิวตรอนหลายร้อยล้านดวง อย่างพัลซาร์ดวงแรกที่ถูกค้นพบในปี 1967 โดยโจเซลีน เบลล์ เบอร์เนล (Jocelyn Bell Burnell) และแอนโทนี ฮีววิช (Anthony Hewish) ที่ทำให้กลุ่มผู้ค้นพบรู้สึกประหลาดใจกับสภาพแวดล้อมและองค์ประกอบทางธรรมชาติของมันเป็นอย่างมาก จนเกิดการต้องข้อสงสัยว่าสัญญาณพัลซาร์ที่ตรวจพบอาจเป็นสัญญาณจากอารยธรรมนอกโลก จนทำให้พัลซาร์ดวงแรกถูกเรียกว่า “LGM-1” ซึ่งย่อมาจากมนุษย์ต่างดาวสีเขียวตัวน้อย (Little Green Men) อีกด้วย

สืบค้นและเรียบเรียง

คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย

ข้อมูลอ้างอิง

https://www.nationalgeographic.com/science/article/neutron-stars

http://www.lesa.biz/astronomy/star/neutron

http://nso.narit.or.th/index.php/2017-11-25-10-50-19/2017-12-07-04-56-44/2017-12-09-16-25-42/2017-12-10-07-38-40/2017-12-20-04-39-46


อ่านเพิ่มเติม ดาวฤกษ์ขนาดใหญ่หายไป

เรื่องแนะนำ

สไปโนซอรัสผู้น่าเกรงขามอาจเก้กังเมื่อต้องว่ายน้ำ

ผลการศึกษาใหม่ระบุว่าแม้จะใช้ชีวิตผูกพันอยู่กับแหล่งน้ำ ทว่าร่างกายของสไปโนซอรัสไม่ได้มีไว้เพื่อว่ายน้ำไล่ล่าเหยื่อโดยเฉพาะ

พายุไต้ฝุ่นฮากิบิส : พายุที่สร้างความกังวลไปทั่วญี่ปุ่น

ญี่ปุ่นเตรียมพร้อมรับมือกับ พายุไต้ฝุ่นฮากิบิส ที่กำลังจะเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งในสุดสัปดาห์นี้ หนึ่งในพายุที่รุนแรงมากที่สุดลูกหนึ่งในปีนี้ กำลังเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งทางตะวันออกของญี่ปุ่นในช่วงสุดสัปดาห์นี้ คาดว่าส่งผลกระทบเป็นวงกว้างทั้งประเทศ พายุไต้ฝุ่นฮากิบิส อาจส่งผลให้เกิดฝนตกหนัก ทางการเตรียมออกประกาศเตือนประชาชนล่วงหน้า และเตรียมรับมือกับพายุครั้งนี้ กรมอุตุนิยมวิทยาญี่ปุ่น รายงาน “พายุไต้ฝุ่นจะเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งที่ภูมิภาคโตไค หรือคันโต ในวันเสาร์ที่จะถึงนี้ (12 ตุลาคม 2019)” ยาซูชิ คาจิฮาระ เจ้าหน้าที่กรมอุตุนิยมวิทยา กล่าวและเสริมว่า “จากความรุนแรงของพายุ และความสูงของคลื่น เรากำลังเฝ้าดูความเป็นไปได้ของการเคลื่อนตัวขึ้นฝั่งที่ภูมิภาคคันโตะ” กรมอุตุนิยมวิทยาของญี่ปุ่นจัดให้พายุไต้ฝุ่นฮากิบิสอยู่ในระดับ “รุนแรงมาก” โดยพายุมีทิศทางการเคลื่อนตัวไปทางเหนือของมหาสมุทรแปซิฟิก และเคลื่อนตัวผ่านเกาะฮอนชูของประเทศญี่ปุ่น อ่านเพิ่มเติม : ความรุนแรงของพายุ ไต้ฝุ่นฮากิบิสอาจสร้างความเสียหายได้เทียบเท่ากับพายุไต้ฝุ่นที่เกิดขึ้นในปี 1958 ซึ่งส่งผลให้มีประชาชนเสียชีวิตราว 1,200 คนในภูมิภาคคันโต และเกาะอีซุ นอกจากนี้ พายุไต้ฝุ่นฮากิบิสสามารถก่อให้เกิดคลื่นซัดชายฝั่ง (Strom surge) ที่ส่งผลกระทบโดยตรงต่อประชาชนที่อาศัยอยู่แนวชายฝั่งของเกาะฮอนชู และอาจเกิดน้ำท่วมฉับพลัน ข้อมูลล่าสุดของพายุไต้ฝุ่นฮากิบิส (เมื่อวันที่ 11 ตุลาคม 2019) การเคลื่อนที่ 250 กิโลเมตรต่อชั่วโมง ความเร็วลม 180 กิโลเมตรต่อชั่วโมง […]

ฟอสซิลของไข่เต่ายักษ์ยุคก่อนประวัติศาสตร์เผยให้เห็นตัวอ่อนที่อยู่ภายใน

เต่ายักษ์ที่มีชีวิตอยู่ในยุคเดียวกับไดโนเสาร์อาจมีขนาดของกระดองยาวพอๆ กับความสูงของมนุษย์ ฟอสซิลไข่เต่า เมื่อฤดูร้อนปี 2018 นักบรรพชีวินวิทยา เฟิงหลู ฮัน และไหฉุ่ย เจียง กำลังยืนอยู่ที่บ้านของชาวนาในมณฑลเหอหนาน ประเทศจีน และมองลงไปยังกล่องที่บรรจุก้อนหินทรงกลมก้อนหนึ่ง ชาวนาผู้ค้นพบวัตถุหินนี้กล่าวว่า เขาเก็บมาจากพื้นที่อำเภอเน่ยเซียง ซึ่งรู้กันว่าเป็นแหล่งของไข่ไดโนเสาร์ ในกล่องใบนั้นมีหินทรงกลมก้อนหนึ่งที่ดึงดูดสายตานักวิทยาศาสตร์โดยเฉพาะ เป็นหินที่มีขนาดและรูปร่างคล้ายกับลูกบิลเลียต และเป็นฟอสซิลไข่ไดโนเสาร์ที่พวกเขาไม่เคยพบเห็นมาก่อน ฟอสซิลไข่เต่า ฮันและเจียง เป็นนักบรรพชีวิน ที่มหาวิทยาลัยวิทยาศาสตร์พื้นพิภพแห่งชาติจีน เมืองอู่ฮั่น ตอนแรก พวกเขาคิดว่าอาจเป็นไข่ของไดโนเสาร์สายพันธุ์ใหม่ แต่จากการวิเคราะห์อย่างละเอียดเผยให้เห็นบางสิ่งที่หาพบได้ยากยิ่งกว่าซึ่งฝังอยู่ในหินของฟอสซิลไข่ นั่นคือ ซากตัวอ่อนของเต่ายักษ์ที่สูญพันธุ์ไปแล้ว ซากดึกดำบรรพ์ที่เพิ่งค้นพบนี้เป็นของเต่าบกที่สูญพันธุ์ไปแล้ว ซึ่งรู้จักกันในชื่อ Nanhsiungchelyidae จากข้อมูลการศึกษาใหม่ที่เผยแพร่ในวารสาร Proceedings of the Royal Society B. พบว่า สัตว์กลุ่มนี้มีขนาดใหญ่ เจริญเติบโตและท่องไปบนโลกพร้อมกับไดโนเสาร์ในยุคครีเทเชียส หรือช่วง 145 ถึง 66 ล้านปีก่อน ฟอสซิลของเปลือกไข่ที่พบนี้ ทีมนักวิจัยประเมินว่า เป็นเปลือกไข่ขนาดใหญ่ที่สุดเท่าที่สำรวจพบในตอนนี้ และกระดองเต่าของจริงอาจมีความยาวเท่ากับความสูงเฉลี่ยของมนุษย์ “นี่ไม่ใช่ไข่ของเต่าตัวเล็กๆ แต่อย่างใด” ดาร์ลา ซาเลนิตสกี […]

เกร็ดจากหนัง Black Panther อะไรเทียบเท่าได้กับไวเบรเนียม?

เกร็ดจากหนัง Black Panther อะไรเทียบเท่าได้กับไวเบรเนียม? เมื่อสัปดาห์ที่ผ่านมากระแสภาพยนตร์ Black Panther ฮีโร่เรื่องใหม่จากค่ายมาร์เวลมาแรงสุดๆ ภาพยนตร์เล่าเรื่องราวของประเทศวากานดาที่ปกครองโดยกษัตริย์นาม “ทีชัลลา” ซึ่งขึ้นครองราชย์หลังการสวรรคตของพระราชบิดา และใช้แร่ไวเบรเนียมสร้างเป็นชุดฮีโร่ไว้ใช้ในการต่อสู้ “วากานดา” เป็นประเทศสมมุติในโลกของการ์ตูนมาร์เวล ตั้งอยู่ในภูมิภาคแอฟริกาตะวันออก โดยผู้ชมสามารถเรียนรู้วัฒนธรรม ภาษา ตลอดจนองค์ประกอบอื่นๆ ของความเป็นแอฟริกาได้จากภาพยนตร์เรื่องนี้ที่นำเอาความโดดเด่นจากหลายภูมิภาคมาผสมรวมกัน แม้จะอยู่ในแอฟริกา แต่ประเทศวากานดานั้นร่ำรวยมหาศาลจากแร่ไวเบรเนียมที่มาพร้อมกับการตกของอุกกาบาตเมื่อราว 10,000 ปีก่อน ซึ่งนอกจากคุณสมบัติด้านความแข็งแรงแล้ว โลหะจากอวกาศนี้ยังสามารถดูดซับแรงสั่นสะเทือนได้อีกด้วย ชาววากานดาจึงนิยมนำไวเบรเนียมมาสร้างเป็นอาวุธและชุดเกราะ เช่นเดียวกับโล่ของกัปตันอเมริกา ฮีโร่อีกหนึ่งคนในจักรวาลมาร์เวล ที่ใช้อาวุธนี้ในการโจมตีและป้องกันกระสุน สำหรับในภาพยนตร์ Black Panther ไวเบรเนียมถูกใช้สำหรับทำชุด ซึ่งมีคุณสมบัติเฉพาะคือสามารถกันกระสุนได้ James Kakalios บล็อกเกอร์ผู้เขียนเกี่ยวกับฟิสิกส์ของซุปเปอร์ฮีโร่ ได้ให้รายละเอียดเกี่ยวกับแร่ธาตุชนิดหนึ่งบนโลก ที่อาจมีคุณสมบบัติพอเทียบเคียงกับไวเบรเนียมในโลกการ์ตูนได้ โดยตัวเขานั้นเป็นศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์จากมหาวิทยาลัยมินนิโซตา ผู้ชื่นชอบการหาข้อเท็จจริงบนหลักการวิทยาศาสตร์ในโลกแฟนตาซี และแน่นอนว่า เจ้าแร่ดังกล่าวนี้ปัจจุบันก็เป็นที่รู้จักในวงกว้างแล้วเช่นกัน แกรฟีนคือรูปแบบหนึ่งของผลึกคาร์บอน ที่อะตอมมีรูปทรงแบบหกเหลี่ยม และเป็นสารที่มีความบางที่สุดเท่าที่มนุษย์จะสามารถผลิตได้ กล่าวคือมันมีความหนาเพียงแค่หนึ่งอะตอมเท่านั้น ทั้งยังมีคุณสมบัติยึดหยุ่นและแข็งแรงกว่าโลหะ วัสดุดังกล่าวนี้ถูกผลิตจากกราไฟท์ที่แยกพันธะทางเคมีออกมาแล้ว ส่วนใหญ่มาในรูปแบบผงและขณะนี้บรรดานักวิทยาศาสตร์กำลังพยายามทำมันให้ออกมาเป็นแผ่นคล้ายแผ่นพลาสติก ซึ่งหากสำเร็จล่ะก็ Les Johnson และ Joseph […]