:: MAGNETAR :: ดาวสนามแม่เหล็กตัวแม่ของเอกภพ

กระทู้สนทนา

สวัสดีครับ  เนื้อหาดาราศาสตร์วันนี้ขอเสนอเรื่องของ Magnetar ครับ

Magnetar  เป็นคำผสมจาก 2 คำ คือ Magnetic กับ Star  มันจัดเป็นประเภทหนึ่งของดาวนิวตรอนครับ
แต่เป็นดาวนิวตรอนที่มีเส้นแรงแม่เหล็กที่เข้มมาก  โดยมีความเข้มของสนามแม่เหล็กที่มากสุดของวัตถุในเอกภพแล้ว
Magnetar มีความเข้มสนามแม่เหล็กได้สูงถึง 10¹⁵ Gauss  ขณะที่ดวงอาทิตย์มีสนามแม่เหล็กเข้มเพียง 5 Gauss
สนามแม่เหล็ก นี้  เข้มกว่าโลกถึง ล้าน-ล้าน เท่า  และเข้มกว่าสนามแม่เหล็กดาวนิวตรอนถึงเฉลี่ย 500 - 1,000 เท่า

Magnetar กำเนิดมาแบบเดียวกับดาวนิวตรอนครับ  คือเกิดจาก Supernova ของดาวฤกษ์มวลมาก
จนบัดนี้  นักดาราศาสตร์ก็ยังไม่ทราบถึงความแตกต่างที่ชัดเจนของโครงสร้างภายในของมัน
ว่าต่างจากดาวนิวตรอนอย่างไรบ้าง  นักดาราศาสตร์เริ่มศึกษา Magnetar อย่างจริงจังมาตั้งแต่ปี 1987
ต่อมาในปี 1992 ก็ได้มีทฤษฏีของ Magnetar ที่เกี่ยวข้องโดยตรงกับ  Soft Gamma Repeaters (SGRs)
และ  Anomalous X-ray Pulsars (AXPs)

สภาพของ Magnetar โดยทั่วไปแล้วก็เหมือนกับดาวนิวตรอน  คือ มีขนาดประมาณ 20 กิโลเมตร
มีมวลประมาณ 2 - 3 ของดวงอาทิตย์  แต่หมุนรอบตัวเองช้ากว่าดาวนิวตรอน  และมีสนามแม่เหล็ก
ที่เข้มกว่ามากถึงเฉลี่ย 500 - 1,000 เท่า  สนามแม่เหล็กที่แรงกล้านี้มักจะทำให้เกิดการ "วาบ"
ของคลื่นในย่าน X-Ray และ Gamma อยู่เป็นช่วง ๆ ครับ  ช่วงอายุของ Magnetar ที่จะเกิดปรากฏการณ์รุนแรง
หรือที่เรียกว่า Active life นั้น  จะสั้นมากครับ  โดยสนามแม่เหล็กรุนแรงนี้จะเริ่มลดลงภายใน 10,000 ปี
หลังจากเกิดปรากฏการณ์ "วาบ" ของ X-Ray ของ Magnetar ดวงนั้นครับ

จากที่กล่าวไปในวรรคบน  ทำให้นักดาราศาสตร์สำรวจ Magnetar ได้ยากยิ่งครับ  ในทางช้างเผือกเรานี้
จะเหลือ Magnetar ที่  "หมดฤทธิ์" แล้วประมาณ 30 ล้านดวง ++  เท่านั้น

ภาพในจินตนาการของ Magnetar

สนามแม่เหล็กของ Magnater นั้นรุนแรงขนาดเทียบได้ว่า  หากมันมาใกล้โลกในระยะ 150,000 กิโลเมตร
สนามแม่เหล็กของมันสามารถทำลายแถบแม่เหล็กของ Card ทุกใบในโลกได้  กลไกการเกิดสนามแม่เหล็ก
ของมันมาจากกระบวนการที่เรียกว่า Magnetohydrodynamic dynamo มันเป็นการปั่นป่วนของตัวนำเหลว
ในสภาพความกดดันสูง และ มีความหนาแน่นสูงมาก  โดยกลไกนี้เกิดขึ้นก่อนที่ดาวนิวตรอนจะเข้าสู่สภาพเสถียร
การกำเนิด Magnetar นี้  จะมีประมาณ 10% ของ Supernova ที่กำเนิดดาวนิวตรอน  หรือพูดอีกอย่าง คือ
หากมี Supernova 10 ครั้งที่กำเนิดดาวนิวตรอน  ก็จะมีสัก 1 ครั้งที่จะกำเนิด Magnater ครับ

การค้นพบที่สำคัญในปี 1979
   เมื่อวันที่ 5 มีนาคม 1979  ยานสำรวจดาวศุกร์ของ Russia คือ Venera 11 และ 12  ได้ตรวจจับ
เจอการวาบของ Gamma ครับ  โดยปกติแล้วปริมาณ Gamma count จะประมาณ 100 counts/วินาที
แต่การวาบครั้งนี้ยานตรวจจับได้สูงถึง 200,000 counts ต่อ วินาที  เพิ่มขึ้นมา 2,000 เท่า

การวาบครั้งนั้นส่งผลอย่างรวดเร็วมากครับ  อีก 11 วินาทีต่อมา  ยานสำรวจของ NASA Helios 2
ซึ่งกำลังโคจรรอบดวงอาทิตย์  ก้ได้ตรวจจับการวาบ Gamma ในครั้งนี้แบบ sensor + ระบบ นั้น อิ่มตัวไปเลย
และต่อมา  หลายสถานีตรวจจับบนโลกก็ได้ตรวจพบเช่นกันครับ  จากการตรวจสอบที่มาก็ได้พบว่า
การวาบของ Gamma ในครั้งนี้มาจาก Supernova ชื่อว่า LMC N49 อยู่ใน  Large Magellanic Cloud
ห่างจากเรา 160,000 ปีแสง

ภาพนี้  คือภาพร่องรอยที่เหลือในปัจจุบันของ  LMC N49  Supernova  บันทึกภาพโดย
กล้องโทรทรรศน์อวกาศจันทรา  ในภาพนี้เป็นภาพ composite จาก sensor ย่าน X-ray , Gamma
ตรงกลางคือดาวนิวตรอนที่มีสภาพเป็น Magnater ครับ .... นี่คือ Magnetar ดวงแรกที่ค้นพบ  และยัง
เป็นการค้นพบ Soft Gamma Repeater (SGR)  ครั้งแรกของโลกอีกด้วย

การสำรวจ Magnater ในปัจจุบัน
ในปี 2008  NASA ได้ประกาศการค้นพบดาวนิวตรอนที่มีคุณลักษณะจัดได้เป็น Magnater หลายดวง
และต่อมา Space agentcy หลายแห่งได้ประกาศการค้นพบดังนี้ .....

- SGR 1806-20  ห่างจากโลก 50,000 ปีแสง  ในอีกฟากหนึ่งของทางช้างเผือก  ค้นพบในปี 1979
- SGR 1900+14  ห่างจากโลก 20,000 ปีแสง  มีห้วงการวาบของ Gamma ในปี 1979 และ 1993
   และเกิดการ active ในปี 1998  จนมาในปี 2008 ได้ตรวจพบวงแหวนรอบ ๆ magnater ดวงนี้
   คาดว่าเกิดมาจากการ blast ในปี 1998 นั่นเอง
- SGR 0501+4516  ตรวจพบในปี 2008
- 1E 1048.1-5937  ห่างจากโลก 9,000 ปีแสง
- CXO J164710.2-455216  อยู่ใน Star cluster ที่ชื่อว่า Westerlund 1  ห่างจากโลก
    ประมาณ 400 ปีแสง  ค้นพบในปี 2005
- SWIFT J1822.3  ค้นพบเมื่อกรกฏาคม 2011

สวัสดีครับ