แมกนีตาร์ทางช้างเผือกอาจเป็นแหล่งกำเนิดของคลื่นวิทยุระเบิดอย่างรวดเร็ว

การระเบิดด้วยคลื่นวิทยุเร็ว (FRB) ครั้งแรกที่ตรวจพบในทางช้างเผือกดูเหมือนจะมาจากแมกนีตาร์ ซึ่งเป็นดาวนิวตรอนที่มีสนามแม่เหล็กสูง หากแม่เหล็กได้รับการยืนยันว่าเป็นแหล่งของ FRB จะเป็นการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการระเบิดลึกลับเหล่านี้ FRB แบบสองยอดประกอบด้วยคลื่นวิทยุระเบิดอย่างรวดเร็วสองครั้งซึ่งมาถึงภายใน 28.9 ms ของกันและกันในวันที่ 28 เมษายน 2020 

สัญญาณมาจากทิศทางของสนามแม่เหล็ก 

SGR 1935+2154 ซึ่งอยู่ห่างออกไปประมาณ 30,000 ปีแสง ศูนย์กลางของทางช้างเผือก FRB ตรวจพบครั้งแรกโดยการทดลองทำแผนที่ความเข้มของไฮโดรเจนของแคนาดา (CHIME) ซึ่งเป็นกล้องโทรทรรศน์วิทยุที่หอดูดาว Dominion Radio Astrophysical Observatory ในบริติชโคลัมเบีย

เมื่อต้นเดือนเมษายนที่ผ่านมา มีการระเบิดของรังสีเอกซ์ที่ตรวจพบโดยดาวเทียม Swift ของ NASA และพบว่ามีแสงแฟลร์ที่แรงกว่าค่าเฉลี่ยสองดวงเกิดขึ้นพร้อมกันกับการระเบิดของคลื่นวิทยุ สัญญาณแรงFRB นั้นทรงพลังมากกว่าการปล่อยคลื่นวิทยุใดๆ ที่ตรวจพบก่อนหน้านี้จากสนามแม่เหล็กที่รู้จักประมาณ 3000 เท่า อย่างไรก็ตาม มันยังคงอ่อนกว่า FRB นอกดาราจักรที่อ่อนแอที่สุดถึงสิบเท่า

ซึ่งหมายความว่า FRB อาจจะไม่ถูกตรวจพบหากมีต้นกำเนิดจากนอกทางช้างเผือกKiyoshi Masuiจากสถาบันเทคโนโลยีแมสซาชูเซตส์ซึ่งเป็นผู้เขียนบทความเรื่องNatureที่อธิบายการค้นพบกล่าว FRB ยังพบเห็นโดยนักดาราศาสตร์ที่ทำงานเกี่ยวกับกล้องโทรทรรศน์วิทยุ STARE2 ในสหรัฐอเมริกา ซึ่งรายงานในNatureด้วย ทีมที่สามใช้กล้องโทรทรรศน์ FAST ในประเทศจีนเพื่อสังเกตการณ์ติดตามผล และได้ตีพิมพ์ในวารสารNatureด้วย

แมกนีตาร์นอกดาราจักรที่ใกล้ที่สุดอยู่ห่างออกไป

ประมาณ 500 ล้านปีแสง หากการระเบิดจาก SGR 1935+2154 เกิดขึ้นที่ระยะทางนั้น มันจะดูจางลงกว่า 200 ล้านเท่า “อย่างไรก็ตาม น่าจะมี FRB นอกดาราจักรจำนวนมากที่เลือนลางเกินกว่าที่เราจะมองเห็น ดังนั้นการระเบิดครั้งนี้น่าจะอยู่ในหมวดหมู่นั้น” Masui กล่าวเสริม

ขณะนี้มีแมกนีทาร์ที่รู้จักน้อยกว่า 30 แห่งในทางช้างเผือก ตัวเลขจำนวนน้อยนี้ “ทำให้ชีวิตยากขึ้น” เมื่อพยายามทำความเข้าใจพฤติกรรมของพวกเขาอดัม เดลเลอร์นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์จากมหาวิทยาลัยเทคโนโลยี Swinburne ในออสเตรเลีย และไม่เกี่ยวข้องกับการวิจัยกล่าว

ต้องการลิงก์ที่ปลอดภัยอย่างไรก็ตาม “ถ้าเราสามารถสร้างการเชื่อมโยงที่ปลอดภัยระหว่างประเภทของการระเบิดที่สนามแม่เหล็กของดาราจักรนี้ปล่อยออกไปและ FRB นอกดาราจักร การมีแหล่งที่มาอยู่ใกล้แค่เอื้อมก็เปลี่ยนเกมได้” เขากล่าว มันจะช่วยให้นักดาราศาสตร์สามารถสังเกตลักษณะที่จางเกินกว่าจะมองเห็นได้ใน FRB ในดาราจักรอื่น เช่น การระเบิดที่อ่อนแอกว่าและแสงแฟลร์จากรังสีเอกซ์ อันที่จริง การสังเกตติดตามผลได้ตรวจพบการระเบิดของคลื่นวิทยุที่มาจาก SGR 1935+2154 มากขึ้นแล้ว แต่สิ่งเหล่านี้ยังอ่อนแอกว่า FRB แบบ double-peaked ในเดือนเมษายนอย่างมาก

เมื่อต้นปีนี้ Deller เป็นส่วนหนึ่งของทีมนักวิทยาศาสตร์ที่ใช้พารัลแลกซ์เพื่อวัดระยะทางที่แม่นยำไปยังสนามแม่เหล็กที่เรียกว่า XTE J1810-197 นี่เป็นแมกนีตาร์ตัวแรกที่ทราบว่าปล่อยคลื่นวิทยุ แม้ว่าจะมีพลังน้อยกว่า FRB ก็ตาม การรู้ระยะห่างจากสนามแม่เหล็กช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถคำนวณความแรงของการปล่อยคลื่นวิทยุได้ ซึ่งทำให้ทีมประเมินได้ว่า SGR 1935+2154 FRB นั้นสว่างกว่าคลื่นวิทยุที่เปล่งออกมาจาก XTE J1810-197 หลายพันเท่า

แม้จะมีการค้นพบนี้ นักวิทยาศาสตร์ก็ยังไม่เข้าใจ

กลไกที่เครื่องแม่เหล็กสามารถผลิต FRB ได้ หรือแม้ว่า FRB ทั้งหมดจะผลิตโดยเครื่องแม่เหล็ก การสังเกตพบว่า FRB สามารถแบ่งออกเป็นประชากรอย่างน้อยสองประเภท – กลุ่มที่เกิดซ้ำ ซึ่งรวมถึง SGR 1935+2154 และการระเบิดที่ทรงพลังกว่ามากซึ่งดูเหมือนจะเป็นเหตุการณ์ที่เกิดขึ้นครั้งเดียว

เอฟเฟกต์ควอนตัมข้อเสนอสำหรับกลไก FRB รวมถึงซิงโครตรอน masersและแม้แต่ดาวเคราะห์น้อยที่ชนกับแมกนีทาร์ ทฤษฎีที่ได้รับความนิยมอีกประการหนึ่งคือผลกระทบของควอนตัมทำให้เกิดกระแสของอิเล็กตรอนที่มีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กที่แรงอย่างเหลือเชื่อของแมกนีตาร์ ซึ่งในกรณีของ SGR 1935+2154 มีความแรง 2.2×10 14 เกาส์

“ใกล้กับสนามแม่เหล็ก สนามแม่เหล็กนั้นแรงมากจนสามารถทำให้คู่อิเล็กตรอนและโพซิตรอนถูกสร้างขึ้นโดยธรรมชาติจากสุญญากาศโดยใช้พลังงานที่มีอยู่ในสนามแม่เหล็ก” มาซุยกล่าว อิเล็กตรอนเหล่านี้จะเคลื่อนที่เหมือนกระแสไฟฟ้าผ่านสนามแม่เหล็ก ทำให้เกิดการระเบิดของคลื่นวิทยุในเวลาสั้นๆ

เพื่อยืนยันว่าอย่างน้อย FRB นอกดาราจักรบางตัวผลิตโดยสนามแม่เหล็ก นักดาราศาสตร์ต้องการเห็นการระเบิดของรังสีเอกซ์ที่เกิดขึ้นพร้อมกับ FRB เช่นเดียวกับในกรณีของ SGR 1935+2154 อย่างไรก็ตาม ด้วยกลไกการก่อตัวที่ไม่ทราบแน่ชัดของ FRB จึงไม่ชัดเจนว่าความสัมพันธ์ระหว่างพวกมันกับเปลวรังสีเอกซ์คืออะไร

“พวกมันต้องมีความเกี่ยวข้องกันในทางใดทางหนึ่ง แต่เป็นเรื่องตลกที่รังสีเอกซ์ไม่ได้มาพร้อมกับระเบิดทางวิทยุเสมอไป” มาซุยกล่าว การทำความเข้าใจการเชื่อมต่อนั้นผ่านการศึกษา SGR 1935+2154 และสนามแม่เหล็กอื่นๆ อาจเป็นกุญแจสำคัญในการไขความลึกลับที่อยู่รอบ ๆ FRB อย่างน้อย

ในงานของพวกเขา นักวิจัยได้จำลองการใช้พัลส์เลเซอร์ความเข้มสูงประมาณ 10 20 –10 22 W/cm2 เพื่อ ฉายรังสีหลอดพลาสติกขนาดไมครอนที่เรียงรายไปด้วยวัสดุ “เป้าหมาย” ที่มีโครงสร้าง การแผ่รังสีที่รุนแรงนี้ทำให้เกิดอิเล็กตรอนที่ “ร้อน” (นั่นคืออิเล็กตรอนที่มีพลังงานจลน์มาก) ที่มีอุณหภูมิเทียบเท่ากับเมกะอิเล็กตรอนโวลต์ (MeV) ไม่กี่สิบตัว อิเล็กตรอนพลังงานสูงเหล่านี้ทำให้วัสดุเป้าหมายในหลอดแตกตัวเป็นไอออน ทำให้เกิดพลาสมาซึ่งต่อมาขยายเข้าไปในหลอดด้วยความเร็วใกล้เคียงสัมพัทธภาพ

ในการกำหนดค่าในอุดมคติที่ไม่มีสนามแม่เหล็กล่วงหน้า ขั้นตอนนี้จะไม่สร้างสนามแม่เหล็กแรงสูง อย่างไรก็ตาม นักวิจัยพบว่าหากพวกเขานำสนามแม่เหล็กที่มีลำดับกิโลเทสลาเข้าไปในระบบจำลอง พวกมันสามารถสร้างสนามแม่เหล็กที่ “พิเศษ” ที่ศูนย์กลางของไมโครทิวบ์ซึ่งมีความแข็งแกร่งกว่าสนามเพาะเมล็ด 100–1,000 เท่า คาดว่าจะมีสนามแม่เหล็กแรงสูงในเทห์ฟากฟ้าเช่นดาวนิวตรอนและหลุมดำเท่านั้น Murakami กล่าว

Credit : chaneloutletinaus.net cheapestfitnessequipment.org cheapestlevitravardenafil.net chesterrailwaystation.org cialisdailybuycheapcialisfgrhy.com