การแตกเหมือนภูเขาไฟอาจทำให้แม่เหล็กเคลื่อนที่ช้าลง การชะลอตัวอย่างกะทันหันของ Star ในปี 2020 ช่วยให้สามารถทดสอบทฤษฎี 'ป้องกันความผิดพลาด' ได้

ต้องขอบคุณการวัดที่ทันท่วงทีจากกล้องโทรทรรศน์เฉพาะวงโคจร นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งมหาวิทยาลัยไรซ์ Matthew Baring และเพื่อนร่วมงานสามารถทดสอบทฤษฎีใหม่เกี่ยวกับสาเหตุที่เป็นไปได้สำหรับการชะลอตัวที่หาได้ยาก หรือ "การต่อต้านความผิดพลาด" ของ SGR 1935+2154 ซึ่งเป็นประเภทแม่เหล็กแรงสูงของ ภูเขา ดาวนิวตรอนเรียกว่าแมกนีทาร์ ในการศึกษาที่ตีพิมพ์ในเดือนนี้ในNature Astronomy Baring และผู้เขียนร่วมใช้ข้อมูล X-ray จาก X-ray Multi-Mirror Mission (XMM-Newton) ของ European Space Agency และ Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) ของ NASA เพื่อวิเคราะห์ การหมุนของแม่เหล็ก พวกเขาแสดงให้เห็นว่าการชะลอตัวอย่างกะทันหันอาจเกิดจากการปะทุคล้ายภูเขาไฟบนพื้นผิวดาวที่พ่น "ลม" ของอนุภาคขนาดมหึมาขึ้นสู่อวกาศ การวิจัยระบุว่าลมดังกล่าวสามารถเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็กของดาวฤกษ์ได้อย่างไร เงื่อนไขการเพาะที่น่าจะเปิดการแผ่รังสีคลื่นวิทยุ ซึ่งต่อมาตรวจวัดโดยกล้องโทรทรรศน์ทรงกลมรูรับแสงขนาดห้าร้อยเมตรของจีน (FAST) "ผู้คนคาดการณ์ว่าดาวนิวตรอนอาจมีขนาดเทียบเท่ากับภูเขาไฟบนพื้นผิวของมัน" บาริง ศาสตราจารย์ด้านฟิสิกส์และดาราศาสตร์กล่าว "การค้นพบของเราบ่งชี้ว่าอาจเป็นเช่นนั้น และในโอกาสนี้ การแตกน่าจะอยู่ที่หรือใกล้ขั้วแม่เหล็กของดาวมากที่สุด" SGR 1935+2154 และแม่เหล็กชนิดอื่นเป็นดาวนิวตรอนประเภทหนึ่ง ซึ่งเป็นซากขนาดเล็กของดาวฤกษ์ที่ตายแล้วซึ่งยุบตัวลงภายใต้แรงโน้มถ่วงที่รุนแรง กว้างประมาณหนึ่งโหลไมล์และมีความหนาแน่นพอๆ กับนิวเคลียสของอะตอม แม่เหล็กหมุนรอบตัวเองทุกๆ สองสามวินาที และมีสนามแม่เหล็กที่รุนแรงที่สุดในจักรวาล Magnetars ปล่อยรังสีที่รุนแรง รวมทั้งรังสีเอกซ์และคลื่นวิทยุและรังสีแกมมาเป็นครั้งคราว นักดาราศาสตร์สามารถถอดรหัสได้มากมายเกี่ยวกับดวงดาวที่ผิดปกติจากการปล่อยก๊าซเหล่านั้น ยกตัวอย่างเช่น การนับพัลส์ของรังสีเอกซ์ นักฟิสิกส์สามารถคำนวณระยะเวลาการหมุนรอบตัวเองของแม่เหล็ก หรือระยะเวลาที่ใช้ในการหมุนรอบตัวเองครบหนึ่งรอบ เหมือนกับที่โลกทำในหนึ่งวัน ระยะเวลาการหมุนรอบตัวเองของแมกนีตาร์มักจะเปลี่ยนอย่างช้าๆ โดยใช้เวลาหลายหมื่นปีในการหมุนรอบตัวเองหนึ่งครั้งต่อวินาที ความผิดพลาดคือการเพิ่มความเร็วในการหมุนอย่างกะทันหัน ซึ่งส่วนใหญ่มักเกิดจากการเปลี่ยนแปลงอย่างฉับพลันที่อยู่ลึกเข้าไปในดาวฤกษ์ Baring กล่าว “ในความผิดพลาดส่วนใหญ่ ช่วงเวลาการเต้นจะสั้นลง หมายความว่าดาวหมุนเร็วกว่าที่เคยเป็นมาเล็กน้อย” เขากล่าว "คำอธิบายตามตำราคือเมื่อเวลาผ่านไป ชั้นนอกที่เป็นแม่เหล็กของดาวจะเคลื่อนที่ช้าลง แต่แกนในที่ไม่เป็นแม่เหล็กจะไม่เคลื่อนที่ช้าลง สิ่งนี้นำไปสู่การสะสมของความเครียดที่รอยต่อระหว่างสองบริเวณนี้ และสัญญาณผิดพลาด การถ่ายโอนพลังงานการหมุนอย่างกะทันหันจากแกนหมุนที่เร็วกว่าไปยังเปลือกโลกที่หมุนช้าลง" การชะลอตัวของการหมุนอย่างกะทันหันของแม่เหล็กนั้นหายากมาก นักดาราศาสตร์บันทึก "การต่อต้านความผิดพลาด" ได้เพียงสามเหตุการณ์เท่านั้น รวมถึงเหตุการณ์ในเดือนตุลาคม 2020 แม้ว่าข้อบกพร่องสามารถอธิบายได้เป็นประจำโดยการเปลี่ยนแปลงภายในดาว แต่การป้องกันข้อบกพร่องนั้นไม่สามารถทำได้ ทฤษฎีของ Baring อยู่บนสมมติฐานที่ว่าพวกมันเกิดจากการเปลี่ยนแปลงบนพื้นผิวของดาวฤกษ์และในอวกาศรอบๆ ในรายงานฉบับใหม่ เขาและผู้เขียนร่วมได้สร้างแบบจำลองลมที่ขับเคลื่อนด้วยภูเขาไฟเพื่ออธิบายผลลัพธ์ที่วัดได้จากการป้องกันความผิดพลาดในเดือนตุลาคม 2020 Baring กล่าวว่าแบบจำลองนี้ใช้เฉพาะฟิสิกส์มาตรฐาน โดยเฉพาะการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมเชิงมุมและการอนุรักษ์พลังงาน เพื่ออธิบายถึงการหมุนที่ช้าลง “ลมอนุภาคขนาดใหญ่และแรงที่พัดออกมาจากดาวฤกษ์เป็นเวลาสองสามชั่วโมงสามารถสร้างเงื่อนไขสำหรับการลดลงของคาบการหมุนรอบตัวเอง” เขากล่าว "การคำนวณของเราแสดงให้เห็นว่าลมดังกล่าวจะมีอำนาจในการเปลี่ยนแปลงรูปทรงเรขาคณิตของสนามแม่เหล็กนอกดาวนิวตรอน" การแตกอาจเป็นการก่อตัวคล้ายภูเขาไฟ เนื่องจาก "คุณสมบัติทั่วไปของการเต้นเป็นจังหวะของรังสีเอกซ์น่าจะต้องการลมที่จะปล่อยจากพื้นที่ที่มีการแปลบนพื้นผิว" เขากล่าว “สิ่งที่ทำให้งานเดือนตุลาคม 2020 ไม่เหมือนใครคือมีคลื่นวิทยุระเบิดอย่างรวดเร็วจากแมกนีทาร์เพียงไม่กี่วันหลังจากเกิดความผิดพลาด เช่นเดียวกับการเปิดสวิตช์ของการปล่อยคลื่นวิทยุชั่วคราวแบบพัลซิ่งหลังจากนั้นไม่นาน” เขากล่าว "เราเห็นแมกนีตาร์วิทยุแบบพัลซิ่งชั่วคราวเพียงไม่กี่ชิ้น และนี่เป็นครั้งแรกที่เราได้เห็นแมกนีทาร์เปิดสวิตช์วิทยุเกือบจะพร้อมๆ กันกับระบบป้องกันความผิดพลาด"