ดาวนิวตรอน (Neutron Stars) คือ แก่นกลางขนาดเล็กของดวงดาวที่หลงเหลืออยู่ หลังการระเบิดอย่างรุนแรงของมหานวดาราหรือ “ซูเปอร์โนวา” (Supernova) เมื่อดาวฤกษ์มวลมากวิวัฒนาการมาถึงจุดจบของวงจรชีวิต ซึ่งนับเป็นหนึ่งในเหตุการณ์การระเบิดครั้งรุนแรงที่สุดที่ส่งฝุ่นละออง เศษซากของดวงดาว และกลุ่มก๊าซมากมายกระจายออกไปในห้วงอวกาศ ก่อนหลงเหลือไว้เพียงแก่นกลางความหนาแน่นสูงที่ปราศจากปฏิกิริยานิวเคลียร์ฟิวชัน
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
อย่างไรก็ตาม ดาวนิวตรอนจะมีขนาดของมวลไม่เกิน 3 เท่าของดวงอาทิตย์ เนื่องจากหากมีมวลมากกว่านี้ แรงโน้มถ่วงของดาวจะเอาชนะแรงดันดีเจนเนอเรซี (Electron Degeneracy Pressure) ที่ทำให้แก่นดาวยุบตัวลงจนกลายเป็นหลุมดำ (Black Hole)
การหมุนของดาวนิวตรอนและ “พัลซาร์” (Pulsars)
หลังการระเบิดอย่างรุนแรงของมหานวดารา โครงสร้างชั้นนอกของดาวฤกษ์จะถูกส่งออกไปในอวกาศ เหลือไว้เพียงดาวนิวตรอนหรือแก่นดวงดาวที่เหลืออยู่ ซึ่งถูกหมุนจากแรงเหวี่ยงในการระเบิด พร้อมกับการบีบอัดและหดตัวลงจากการสูญเสียองค์ประกอบของดวงดาวดั้งเดิม
โดยทั่วไปแล้ว ดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเองด้วยอัตราที่รวดเร็วมาก บางดวงหมุนรอบตัวเองมากถึง 700 รอบต่อ 1 วินาที หรือบางดวงอาจใช้เวลา 30 วินาทีต่อการหมุน 1 รอบ เพื่อรักษาโมเมนตัมเชิงมุมจากการเปลี่ยนแปลงของรัศมีหรือโครงสร้างของดวงดาวที่ลดขนาดลง
ดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองอย่างรวดเร็ว เรียกว่า “พัลซาร์” (Pulsars) เป็นดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กความเข้มสูงที่ปลดปล่อยลำรังสีออกมาโดยรอบเป็นจังหวะซ้ำ ๆ พัลซาร์สามารถสูญเสียพลังงานจนกลายเป็นดาวนิวตรอนปกติ เมื่อหมุนตัวไปหลายล้านปี
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