พบวัตถุอวกาศชนิดใหม่ “ดาวนิวตรอนดำ” พลิกแนวคิดเรื่องวงจรชีวิตดาวฤกษ์

ทีมนักวิทยาศาสตร์นานาชาติจากสหรัฐฯและอิตาลี ในโครงการความร่วมมือ LIGO-VIRGO ตรวจพบร่องรอยของวัตถุอวกาศชนิดใหม่ ด้วยการวิเคราะห์คลื่นความโน้มถ่วงที่แผ่มาจากเหตุการณ์ชนปะทะรุนแรงในห้วงอวกาศลึก

วัตถุประหลาดนี้มีมวลในระดับก้ำกึ่ง จนไม่อาจจัดประเภทได้ว่าเป็นหลุมดำที่เบาที่สุด หรือเป็นดาวนิวตรอนที่หนักเกินพิกัดกันแน่ ทำให้ขณะนี้นักวิทยาศาสตร์เรียกชื่อมันเป็นการชั่วคราวว่า "ดาวนิวตรอนดำ" (black neutron star)

รายงานวิจัยที่ตีพิมพ์ในวารสาร The Astrophysical Journal letters ระบุว่า ได้วิเคราะห์ข้อมูลจากคลื่นความโน้มถ่วง GW190814 ซึ่งตรวจจับได้เมื่อเดือนสิงหาคมของปีที่แล้ว ทำให้ทราบว่าคลื่นสัญญาณนี้ส่งออกมาจากการชนและรวมตัวเข้าด้วยกันระหว่างหลุมดำที่มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 23 เท่า กับวัตถุปริศนาขนาดเล็กกว่า ซึ่งวัตถุนี้มีมวลมากกว่าดวงอาทิตย์ 2.6 เท่า

การรวมตัวของวัตถุอวกาศที่มีมวลแตกต่างกันถึง 9.2 เท่านั้น ถือว่าเกิดขึ้นได้ยาก แต่การที่วัตถุปริศนามีมวลอยู่ในระดับที่ยังไม่เคยพบเห็นในวัตถุอวกาศชนิดใดมาก่อน ยิ่งทำให้นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสงสัยว่ามันอาจเป็นวัตถุอวกาศชนิดใหม่ ซึ่งเกิดจากดาวฤกษ์สิ้นอายุขัยที่ระเบิดและยุบตัวลงในลักษณะผิดแผกไปจากแบบแผนทางทฤษฎีที่มีอยู่

แนวคิดปัจจุบันเกี่ยวกับวงจรชีวิตดาวฤกษ์นั้น เชื่อว่าดาวฤกษ์มวลมากที่เผาผลาญเชื้อเพลิงจนหมดลง จะยุบตัวเป็นหลุมดำซึ่งมีมวลอย่างต่ำ 5 เท่าของดวงอาทิตย์ขึ้นไป ส่วนดาวฤกษ์ที่มีมวลมากแต่ยังไม่มากพอจะกลายสภาพเป็นหลุมดำได้ จะเกิดการระเบิดซูเปอร์โนวาและยุบตัวเป็นดาวนิวตรอนแทน ซึ่งในทางทฤษฎีแล้วดาวนิวตรอนมีมวลได้สูงสุดเพียง 2.5 เท่าของดวงอาทิตย์

วัตถุปริศนาที่ค้นพบใหม่นี้มีมวล 2.6 เท่าของดวงอาทิตย์ ซึ่งอยู่ในช่วงที่ขาดหายไป (mass gap) ระหว่าง 2.5 - 5.0 เท่าของมวลดวงอาทิตย์พอดี โดยข้อมูลนี้เป็นหลักฐานที่บ่งชี้ว่า มันมีสถานะที่ก้ำกึ่งคลุมเครือระหว่างการเป็นหลุมดำกับดาวนิวตรอนอยู่

ทีมผู้วิจัยระบุว่า มีความเป็นไปได้สูงที่ดาวนิวตรอนดำนี้จะเป็นหลุมดำขนาดเล็กที่สุดที่สามารถเกิดขึ้นได้ แต่จะต้องมีการตรวจสอบซ้ำให้แน่ใจอีกครั้งหนึ่งว่ามันคืออะไรกันแน่ ทั้งจะต้องมีการทบทวนแนวคิดทฤษฎีว่าด้วยวงจรชีวิตของดาวฤกษ์เสียใหม่ เนื่องจากยังไม่สอดคล้องกับหลักฐานที่พบในธรรมชาติครั้งนี้