วัตถุที่มีขนาดค่อนข้างเล็กและหนาแน่นซึ่งซ่อนตัวอยู่ในกลุ่มเมฆที่ระเบิดออกมาเองยังคงอยู่ห่างออกไปเพียงไม่กี่พันปีแสง

ดูเหมือนว่าจะเป็นดาวนิวตรอนแม้ว่าจะเป็นเรื่องผิดปกติก็ตาม ด้วยมวลเพียง 77 เปอร์เซ็นต์ของมวลดวงอาทิตย์ ซึ่งเป็นมวลที่ต่ำที่สุดที่เคยวัดได้สำหรับวัตถุประเภทนี้ก่อนหน้านี้ดาวนิวตรอนที่เบาที่สุดที่เคยวัดค่า clocked ได้ที่ 1.17 เท่าของมวลดวงอาทิตย์

• บทความอื่น ๆ : cheviotjutebags.com

การค้นพบล่าสุดนี้ไม่เพียงแต่เล็กกว่าเท่านั้น แต่ยังต่ำกว่ามวลดาวนิวตรอนขั้นต่ำที่ทฤษฎีทำนายไว้อย่างมาก นี่แสดงให้เห็นว่ามีช่องว่างในความเข้าใจของเราเกี่ยวกับวัตถุที่มีความหนาแน่นสูงเหล่านี้… หรือสิ่งที่เรากำลังดูอยู่นั้นไม่ใช่ดาวนิวตรอนเลย แต่เป็นวัตถุแปลกประหลาดที่ไม่เคยเห็นมาก่อนซึ่งเรียกว่าดาว ‘แปลก’

ดาวนิวตรอนเป็นหนึ่งในวัตถุที่หนาแน่นที่สุดในจักรวาลทั้งหมด สิ่งเหล่านี้คือสิ่งที่หลงเหลืออยู่หลังจากดาวมวลสูงซึ่งมีมวลประมาณ 8 ถึง 30 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ถึงจุดสิ้นสุดอายุขัยของมัน เมื่อดาวหมดสสารที่จะหลอมรวมเข้ากับแกนกลางของมัน มันจะกลายเป็นซุปเปอร์โนวา ผลักวัสดุชั้นนอกออกสู่อวกาศ

แกนกลางยุบตัวลงในตัวมันเองเพื่อสร้างวัตถุที่มีความหนาแน่นสูง นิวเคลียสของอะตอมจะยุบตัวเข้าหากัน และอิเล็กตรอนถูกบังคับให้ใกล้ชิดกับโปรตอนนานพอที่จะเปลี่ยนเป็นนิวตรอนได้

วัตถุขนาดกะทัดรัดเหล่านี้ส่วนใหญ่มีมวลประมาณ 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แม้ว่าทฤษฎีกล่าวว่าพวกมันสามารถอยู่ในช่วงตั้งแต่บางสิ่งที่มีมวลมากถึงประมาณ2.3 เท่าของมวลดวงอาทิตย์จนถึงเพียง 1.1 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ ทั้งหมดนี้บรรจุอยู่ในทรงกลมที่เพิ่งบรรจุเป็นทรงกลมเพียง 20 กิโลเมตร (12 ไมล์) หรือมากกว่านั้น ทำให้วัสดุดาวนิวตรอนทุกช้อนชามีน้ำหนักระหว่าง10 ล้านถึงหลายพันล้านตัน

ดาวที่มีมวลสูงและต่ำกว่าดาวนิวตรอนก็สามารถกลายเป็นวัตถุหนาแน่นได้เช่นกัน ดาวที่หนักกว่าจะกลายเป็นหลุมดำ ดาวที่เบากว่าจะกลายเป็นดาวแคระขาว ซึ่งมีความหนาแน่นน้อยกว่าดาวนิวตรอน โดยจำกัดมวลสูงสุดไว้ที่ 1.4 เท่าของมวลดวงอาทิตย์ แม้ว่าจะยังค่อนข้างเล็กอยู่ก็ตาม นี่คือชะตากรรมสุดท้ายของดวงอาทิตย์ของเราเอง

ดาวนิวตรอนที่เป็นหัวข้อของการศึกษานี้อยู่ที่ศูนย์กลางของเศษซากซุปเปอร์โนวาที่เรียกว่าHESS J1731-347ซึ่งเคยคำนวณไว้แล้วว่าอยู่ห่างออกไปมากกว่า10,000 ปีแสง อย่างไรก็ตาม ปัญหาอย่างหนึ่งในการศึกษาดาวนิวตรอนนั้นอยู่ที่การวัดระยะทางที่จำกัดไม่ดี หากไม่มีระยะทางที่แม่นยำ การวัดลักษณะอื่นๆ ของดาวฤกษ์ที่แม่นยำก็เป็นเรื่องยาก

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการค้นพบดาวฤกษ์ที่สว่างจ้าเป็นดวงที่สองซึ่งซุ่มซ่อนอยู่ใน HESS J1731-347 จากนี้โดยใช้ข้อมูลจากการสำรวจแผนที่ Gaia ทีมนักดาราศาสตร์ที่นำโดย Victor Doroshenko จาก Eberhard Karls University of Tübingen ในประเทศเยอรมนี สามารถคำนวณระยะทางไปยัง HESS J1731-347 อีกครั้ง และพบว่ามันใกล้กว่าที่คิดมาก ที่ประมาณ 8,150 ห่างออกไปปีแสง

ซึ่งหมายความว่าการประมาณการครั้งก่อนเกี่ยวกับคุณลักษณะอื่นๆ ของดาวนิวตรอนจำเป็นต้องได้รับการขัดเกลา ซึ่งรวมถึงมวลของดาวนิวตรอนด้วย เมื่อรวมกับการสังเกตแสงเอ็กซ์เรย์ที่ปล่อยออกมาจากดาวนิวตรอน (ไม่สอดคล้องกับการแผ่รังสีเอ็กซ์จากดาวแคระขาว) โดโรเชนโกและเพื่อนร่วมงานของเขาสามารถปรับแต่งรัศมีของมันได้ถึง 10.4 กิโลเมตร และมวลของมันก็เหลือเพียง 0.77 สุริยะที่ต่ำจนน่าใจหาย ฝูง

ซึ่งหมายความว่าจริง ๆ แล้วมันอาจจะไม่ใช่ดาวนิวตรอนอย่างที่เรารู้ แต่เป็นวัตถุสมมุติที่ยังไม่ได้ระบุในเชิงบวกในป่า

“การคาดคะเนมวลของเราทำให้วัตถุอัดแน่นกลางใน HESS J1731-347 เป็นดาวนิวตรอนที่เบาที่สุดที่รู้จักในปัจจุบัน และอาจเป็นวัตถุที่แปลกใหม่กว่า นั่นคือ ผู้สมัคร ‘ดาวแปลก'” นักวิจัยเขียนไว้ในบทความ

ตามทฤษฎีแล้ว ดาวแปลกหน้าดูเหมือนดาวนิวตรอนมาก แต่มีสัดส่วนที่ใหญ่กว่าของอนุภาคพื้นฐานที่เรียกว่าควาร์กแปลก ควาร์กเป็นอนุภาคมูลฐานพื้นฐานที่รวมกันเป็นอนุภาคคอมโพสิต เช่น โปรตอนและนิวตรอน ควาร์กมาในหกประเภทที่แตกต่างกันหรือรสชาติที่เรียกว่าขึ้น, ลง, เสน่ห์, แปลก, บนและล่าง โปรตอนและนิวตรอนประกอบด้วยควาร์กขึ้นและลง

ทฤษฎีแนะนำว่าในสภาพแวดล้อมที่มีการบีบอัดอย่างมากภายในดาวนิวตรอน อนุภาคย่อยของอะตอมจะแตกตัวเป็นควาร์กที่เป็นส่วนประกอบ ภายใต้แบบจำลองนี้ ดาวแปลก ๆ ถูกสร้างขึ้นจากสสารซึ่งประกอบด้วยควาร์กขึ้น ลง และควาร์กแปลก ๆ ในสัดส่วนที่เท่ากัน

ดาวแปลก ๆ ควรก่อตัวขึ้นภายใต้มวลที่ใหญ่พอที่จะบีบตัวได้ แต่เนื่องจากกฎเกณฑ์สำหรับดาวนิวตรอนจะออกไปนอกหน้าต่างเมื่อมีควาร์กเข้ามาเกี่ยวข้องเพียงพอ จึงไม่มีข้อ จำกัด ที่ต่ำกว่า หมายความว่าเราไม่สามารถแยกแยะความเป็นไปได้ที่ดาวนิวตรอนนี้จะมีผลกับดาวแปลก ๆ

นี่จะเจ๋งมาก นักฟิสิกส์ได้ค้นหาสสารควาร์กและสสารควาร์กแปลก ๆ มานานหลายทศวรรษ อย่างไรก็ตาม แม้ว่าดาวฤกษ์แปลกจะเป็นไปได้อย่างแน่นอน แต่โอกาสที่มากกว่าคือสิ่งที่เรากำลังดูอยู่คือดาวนิวตรอน และนั่นก็เจ๋งมากเช่นกัน

นักวิจัย เขียนว่า “ข้อจำกัดที่ได้รับเกี่ยวกับมวลและรัศมียังคงสอดคล้องกับการตีความดาวนิวตรอนมาตรฐานอย่างสมบูรณ์ และสามารถนำมาใช้เพื่อปรับปรุงข้อ จำกัด ทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์ในสมการสถานะของสสารหนาแน่นเย็นภายใต้สมมติฐานนี้ได้”

“ดาวนิวตรอนเบาเช่นนี้ โดยไม่คำนึงถึงองค์ประกอบภายในที่สันนิษฐาน ดูเหมือนจะเป็นวัตถุที่น่าสนใจมากจากมุมมองทางฟิสิกส์ดาราศาสตร์”

เป็นเรื่องยากที่จะตรวจสอบว่าดาวนิวตรอนเบาดังกล่าวสามารถก่อตัวขึ้นได้อย่างไรภายใต้แบบจำลองปัจจุบันของเรา ดังนั้น ไม่ว่าจะทำมาจากอะไร วัตถุหนาแน่นใจกลาง HESS J1731-347 จะมีบางสิ่งที่จะสอนเราเกี่ยวกับชีวิตหลังความตายที่ลึกลับของดาวมวลมาก