หลายๆ คนคงจะรู้จักราชันย์จักรวาล ผู้ปกครองโลกแห่งแรงโน้มถ่วง นามแบล็กโฮลไปแล้ว
แต่กี่คนจะรู้จักผู้ทรงพลังอันดับสอง จอมถ่วงแห่งจักรวาล นามดาวนิวตรอนกันบ้าง
มันเกี่ยวข้อง กับพัลซาร์และเบลซาร์ ในฐานะปรากฏการณ์พี่น้อง
มันทรงพลัง เกินกว่าที่คนส่วนใหญ่จะคาด การจะหลุดพ้นจากของเขตพลังของมันนั้น ต้องใช้ความเร็วร่วมครึ่งหนึ่งของความเร็วแสง
ด้วยสนามโน้มถ่วงที่ทรงพลัง และสนามแม่เหล็กที่รุนแรง ดุจปีศาจร้าย มาทำความรู้จักพี่ชายของดาวแคระขาว
และว่าที่แบล็กโฮลอันใหม่ให้ดีกันเถอะครับ
ค.ศ.1024 นักปราชญ์ชาวจีนได้บันทึกว่า ที่ตำแหน่งกลุ่มดาววัว มีดาวสว่างเกิดขึ้นมองเห็นได้แม้ในเวลากลางวันนานถึง 23 วัน แล้วจางหายไป นักดาราศาสตร์ในยุคปัจจุบันใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องพบวัตถุนี้และเรียกว่า “เนบิวลาปู” (Crab Nebula) เพราะว่ารูปร่างของกลุ่มแก๊สคล้ายกับกระดองปู ดังภาพที่ 1 ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุ VLT แสดงให้เห็นว่า กลุ่มแก๊สกำลังขยายตัวออกด้วยความรุนแรง กล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์พบว่า ใจกลางของเนบิวลาเป็นดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็ว 30 รอบต่อวินาที (กราฟในภาพที่ 3) มีแก๊สร้อนพุ่งออกมาในแนวตั้งฉากกับจานรวมมวลด้วยความเร็วสูง กล้องโทรทรรศน์อัลตราไวโอเล็ตตรวจพบแก๊สร้อนที่เป็นองค์ประกอบของเนบิวลาแผ่รังสี UV ออกมาด้วย กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดตรวจพบฝุ่นและแก๊สเย็นซึ่งเป็นโครงสร้างของเนบิวลา
X-Ray (Chandra) Ultraviolet (ASTRO-1) Visible (VLT) Mid-Infrared (Spitzer) Radio (NRAO)
ภาพที่ 1 เนบิวลาปูในช่วงคลื่นต่างๆ
กล้องโทรทรรศน์วิทยุตรวจพบสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงของดาวนิวตรอน ซึ่งทำให้เกิดการแผ่รังสีเป็นลำออกจากขั้วแม่เหล็กทั้งสอง (ดูภาพที่ 2) เนื่องจากดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงมาก ลำรังสีซึ่งแผ่ออกมาจะกวาดไปโดยรอบอย่างรวดเร็ว และเมื่อลำรังสีผ่านเข้ามาตรงโลกจะเกิดปรากฎการณ์ซึ่งเรียกว่า “พัลซาร์” (Pulsar ย่อมาจาก Pulsating Radio Source ซึ่งแปลว่า แหล่งกำเนิดคาบของคลื่นวิทยุ)
ภาพที่ 2 โครงสร้างของสนามแม่เหล็กรอบดาวนิวตรอน
ดาวนิวตรอน (Neutron star) มีขนาดเล็กมาก มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 – 20 กิโลเมตร แต่มีความหนาแน่นสูงมาก เนื้อสารของดาวนิวตรอน 1 ช้อนชา มีมวลถึง 120 ล้านตัน (อะตอมของสสารบนโลกมีที่ว่าง 99.999% ของอะตอม แต่ดาวนิวตรอนไม่มีที่ว่างอยู่เลยจึงสามารถบีบอัดมวลมหาศาลให้มีปริมาตรเล็กได้) แปลว่าดาวนิวตรอน 1 ช้อนชา หนักเท่าตึกระฟ้า พระเจ้าช่วย อะไรจะปานนั้น อะตอมของดาวนิวตรอนไม่มีช่องว่างระหว่างโปรตรอน (ประจุบวก) และอิเล็กตรอน (ประจุลบ) ทำให้ประจุบวกและประจุลบอยู่ชิดติดกัน จึงเป็นที่มาของคำว่า "นิวตรอน" (ประจุกลาง) อย่างไรก็ตามดาวนิวตรอนมีลิมิตมวลไม่เกิน 3 เท่าของดวงอาทิตย์ ถ้าหากมีมวลมากกว่านี้ แรงโน้มถ่วงของดาวจะเอาชนะแรงดันดีเจนเนอเรซีของดาวนิวตรอน ทำให้แก่นดาวยุบตัวเป็นหลุมดำ ซึ่งมีสนามแรงโน้มถ่วงสูง มีอัตราความเร่งสามารถเอาชนะความเร็วแสง แม้แต่แสงยังไม่สามารถหนีหลุดออกมาได้
มันเป็นญาติกับดาวแม็กเนตาร์ ที่ปล่อยไฟฟ้าที่ละเป็น 1,000,000,000,000,000,000 โวลต์ สู่ห้วงอวกาศอีกด้วย
แรงโน้มถ่วงที่พึ้นผิวไอ้ปีศาจตัวนี้ มันระดับ 200,000,000,000 ของโลก ถ้าคุณไปอยู่บนดาวนิวตรอน คุณจะถูกขยี้ร่างในเสี้ยววินาที
ภาพที่ 3 สัญญานที่รับได้จากพัลซาร์
หมายเหตุ: เนบิวลาปูไม่ใช่กลุ่มแก๊สที่กำลังรวมตัวเกิดเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ดังเช่น เนบิวลาสว่าง นบิวลาสะท้อนแสง และเนบิวลามืด แต่เนบิวลาปูเป็นกลุ่มแก๊สซึ่งเกิดจากการระเบิด เรียกว่า “ซากซูเปอร์โนวา” (Supernova Remnant) การระเบิดของซูเปอร์โนวาทำให้เกิดธาตุหนักกว่าเหล็ก (เลขอะตอม >26) นักดาราศาสตร์เชื่อว่า บริเวณระบบสุริยะของเราเคยมีการระเบิดของซูเปอร์โนวา โลกของเราจึงมีธาตุหนักหลายชนิด เช่น โลหะหนัก เงิน ทอง ทองคำขาว พลูโตเนียม นอกจากนั้นนักดาราศาสตร์ยังเชื่อกันว่า การระเบิดของซูเปอร์โนวา ทำให้เกิดปฏิกริยาซึ่งกระตุ้นกลุ่มแก๊สในเนบิวลาให้ยุบตัวลงเป็นดาวเกิดใหม่ หากปราศจากซูเปอร์โนวาแล้ว การเกิดดาวฤกษ์ดวงใหม่คงเป็นไปได้ยาก
มันเป็นญาติกับปีศาจนามแม็กเนทาร์ และอสุรกายอวกาศชื่อพัลชาร์อีกด้วย
แม็กเนทาร์
ราชันย์แม่เหล็กผู้เกี่ยวข้องกับดาวนิวตรอน ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ละหลายร้อยถึงหลายหมื่นล้านเทสล่าตลอดเวลา
สนามแม่เหล็กที่บิดเบือดได้แม้แต่โครงสร้างระดับอะตอม
ที่ระยะทางครึ่งหนึ่งของดวงจันทร์ สนามแม่เหล็กของมัน สามารถปั่นป่วนอิเล็กทรอนิกส์ของโลกทั้งใบได้
(เอาง่ายๆ ถ้าผมมีพลังควบคุมดาวแม็กเนตาร์ได้ในระยะนั้น ผมสามารถใช้สนามแม่เหล็กเล่นงานบัตรเครดิตทุกใบบนโลกได้!)
ฐานข้อมูลที่ใช้จัดทำครับ
http://www.lesa.biz/astronomy/star/neutron
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetar 
ดาวนิวตรอน...ผู้ทรงพลังเป็นที่สอง!
แต่กี่คนจะรู้จักผู้ทรงพลังอันดับสอง จอมถ่วงแห่งจักรวาล นามดาวนิวตรอนกันบ้าง
มันเกี่ยวข้อง กับพัลซาร์และเบลซาร์ ในฐานะปรากฏการณ์พี่น้อง
มันทรงพลัง เกินกว่าที่คนส่วนใหญ่จะคาด การจะหลุดพ้นจากของเขตพลังของมันนั้น ต้องใช้ความเร็วร่วมครึ่งหนึ่งของความเร็วแสง
ด้วยสนามโน้มถ่วงที่ทรงพลัง และสนามแม่เหล็กที่รุนแรง ดุจปีศาจร้าย มาทำความรู้จักพี่ชายของดาวแคระขาว
และว่าที่แบล็กโฮลอันใหม่ให้ดีกันเถอะครับ
ค.ศ.1024 นักปราชญ์ชาวจีนได้บันทึกว่า ที่ตำแหน่งกลุ่มดาววัว มีดาวสว่างเกิดขึ้นมองเห็นได้แม้ในเวลากลางวันนานถึง 23 วัน แล้วจางหายไป นักดาราศาสตร์ในยุคปัจจุบันใช้กล้องโทรทรรศน์ส่องพบวัตถุนี้และเรียกว่า “เนบิวลาปู” (Crab Nebula) เพราะว่ารูปร่างของกลุ่มแก๊สคล้ายกับกระดองปู ดังภาพที่ 1 ภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุ VLT แสดงให้เห็นว่า กลุ่มแก๊สกำลังขยายตัวออกด้วยความรุนแรง กล้องโทรทรรศน์เอ็กซ์เรย์พบว่า ใจกลางของเนบิวลาเป็นดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็ว 30 รอบต่อวินาที (กราฟในภาพที่ 3) มีแก๊สร้อนพุ่งออกมาในแนวตั้งฉากกับจานรวมมวลด้วยความเร็วสูง กล้องโทรทรรศน์อัลตราไวโอเล็ตตรวจพบแก๊สร้อนที่เป็นองค์ประกอบของเนบิวลาแผ่รังสี UV ออกมาด้วย กล้องโทรทรรศน์อินฟราเรดตรวจพบฝุ่นและแก๊สเย็นซึ่งเป็นโครงสร้างของเนบิวลา
X-Ray (Chandra) Ultraviolet (ASTRO-1) Visible (VLT) Mid-Infrared (Spitzer) Radio (NRAO)
ภาพที่ 1 เนบิวลาปูในช่วงคลื่นต่างๆ
กล้องโทรทรรศน์วิทยุตรวจพบสนามแม่เหล็กที่มีความเข้มสูงของดาวนิวตรอน ซึ่งทำให้เกิดการแผ่รังสีเป็นลำออกจากขั้วแม่เหล็กทั้งสอง (ดูภาพที่ 2) เนื่องจากดาวนิวตรอนหมุนรอบตัวเองด้วยความเร็วสูงมาก ลำรังสีซึ่งแผ่ออกมาจะกวาดไปโดยรอบอย่างรวดเร็ว และเมื่อลำรังสีผ่านเข้ามาตรงโลกจะเกิดปรากฎการณ์ซึ่งเรียกว่า “พัลซาร์” (Pulsar ย่อมาจาก Pulsating Radio Source ซึ่งแปลว่า แหล่งกำเนิดคาบของคลื่นวิทยุ)
ภาพที่ 2 โครงสร้างของสนามแม่เหล็กรอบดาวนิวตรอน
ดาวนิวตรอน (Neutron star) มีขนาดเล็กมาก มีเส้นผ่านศูนย์กลางประมาณ 10 – 20 กิโลเมตร แต่มีความหนาแน่นสูงมาก เนื้อสารของดาวนิวตรอน 1 ช้อนชา มีมวลถึง 120 ล้านตัน (อะตอมของสสารบนโลกมีที่ว่าง 99.999% ของอะตอม แต่ดาวนิวตรอนไม่มีที่ว่างอยู่เลยจึงสามารถบีบอัดมวลมหาศาลให้มีปริมาตรเล็กได้) แปลว่าดาวนิวตรอน 1 ช้อนชา หนักเท่าตึกระฟ้า พระเจ้าช่วย อะไรจะปานนั้น อะตอมของดาวนิวตรอนไม่มีช่องว่างระหว่างโปรตรอน (ประจุบวก) และอิเล็กตรอน (ประจุลบ) ทำให้ประจุบวกและประจุลบอยู่ชิดติดกัน จึงเป็นที่มาของคำว่า "นิวตรอน" (ประจุกลาง) อย่างไรก็ตามดาวนิวตรอนมีลิมิตมวลไม่เกิน 3 เท่าของดวงอาทิตย์ ถ้าหากมีมวลมากกว่านี้ แรงโน้มถ่วงของดาวจะเอาชนะแรงดันดีเจนเนอเรซีของดาวนิวตรอน ทำให้แก่นดาวยุบตัวเป็นหลุมดำ ซึ่งมีสนามแรงโน้มถ่วงสูง มีอัตราความเร่งสามารถเอาชนะความเร็วแสง แม้แต่แสงยังไม่สามารถหนีหลุดออกมาได้
มันเป็นญาติกับดาวแม็กเนตาร์ ที่ปล่อยไฟฟ้าที่ละเป็น 1,000,000,000,000,000,000 โวลต์ สู่ห้วงอวกาศอีกด้วย
แรงโน้มถ่วงที่พึ้นผิวไอ้ปีศาจตัวนี้ มันระดับ 200,000,000,000 ของโลก ถ้าคุณไปอยู่บนดาวนิวตรอน คุณจะถูกขยี้ร่างในเสี้ยววินาที
ภาพที่ 3 สัญญานที่รับได้จากพัลซาร์
หมายเหตุ: เนบิวลาปูไม่ใช่กลุ่มแก๊สที่กำลังรวมตัวเกิดเป็นดาวฤกษ์ดวงใหม่ดังเช่น เนบิวลาสว่าง นบิวลาสะท้อนแสง และเนบิวลามืด แต่เนบิวลาปูเป็นกลุ่มแก๊สซึ่งเกิดจากการระเบิด เรียกว่า “ซากซูเปอร์โนวา” (Supernova Remnant) การระเบิดของซูเปอร์โนวาทำให้เกิดธาตุหนักกว่าเหล็ก (เลขอะตอม >26) นักดาราศาสตร์เชื่อว่า บริเวณระบบสุริยะของเราเคยมีการระเบิดของซูเปอร์โนวา โลกของเราจึงมีธาตุหนักหลายชนิด เช่น โลหะหนัก เงิน ทอง ทองคำขาว พลูโตเนียม นอกจากนั้นนักดาราศาสตร์ยังเชื่อกันว่า การระเบิดของซูเปอร์โนวา ทำให้เกิดปฏิกริยาซึ่งกระตุ้นกลุ่มแก๊สในเนบิวลาให้ยุบตัวลงเป็นดาวเกิดใหม่ หากปราศจากซูเปอร์โนวาแล้ว การเกิดดาวฤกษ์ดวงใหม่คงเป็นไปได้ยาก
มันเป็นญาติกับปีศาจนามแม็กเนทาร์ และอสุรกายอวกาศชื่อพัลชาร์อีกด้วย
แม็กเนทาร์
ราชันย์แม่เหล็กผู้เกี่ยวข้องกับดาวนิวตรอน ปล่อยคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า ที่ละหลายร้อยถึงหลายหมื่นล้านเทสล่าตลอดเวลา
สนามแม่เหล็กที่บิดเบือดได้แม้แต่โครงสร้างระดับอะตอม
ที่ระยะทางครึ่งหนึ่งของดวงจันทร์ สนามแม่เหล็กของมัน สามารถปั่นป่วนอิเล็กทรอนิกส์ของโลกทั้งใบได้
(เอาง่ายๆ ถ้าผมมีพลังควบคุมดาวแม็กเนตาร์ได้ในระยะนั้น ผมสามารถใช้สนามแม่เหล็กเล่นงานบัตรเครดิตทุกใบบนโลกได้!)
ฐานข้อมูลที่ใช้จัดทำครับ
http://www.lesa.biz/astronomy/star/neutron
http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetar