นักดาราศาสตร์พบวัตถุที่มีมวลระดับดาวเคราะห์ที่แปลกประหลาดที่สุดเท่าที่เคยพบเห็น

ฮันส์ คริมม์ จากกอดดาร์ดได้ค้นพบระบบนี้เมื่อวันที่ 7 มิถุนายนที่ผ่านมา เมื่อกล้องบีเอที (Burst Alert Telescope) ที่อยู่บนดาวเทียมสวิฟต์ตรวจพบการประทุของรังสีเอกซ์และรังสีแกมมามาจากทิศทางของใจกลางดาราจักร แหล่งกำเนิดนี้จึงได้ชื่อว่า สวิฟต์ เจ 1756.9-2508 (SWIFT J1756.9-2508) ตามพิกัดตำแหน่งที่พบและชื่อกลุ่มดาวคนยิงธนูซึ่งเป็นกลุ่มดาวที่พบ

ดาวเทียมรอสซี (RXTE) ได้สำรวจ สวิฟต์ เจ 1756.9-2508 เมื่อวันที่ 13 มิถุนายนด้วยอุปกรณ์พีซีเอ (Proportional Counter Array) หลังจากที่ได้วิเคราะห์ข้อมูลจากพีซีเอแล้ว มาร์กเวิดต์พบว่ารังสีเอกซ์จากวัตถุนี้กระเพื่อม 182.07 ครั้งทุกวินาที นั่นแสดงว่านี่คือพัลซาร์มิลลิวินาที ซึ่งมีต้นกำเนิดเป็นดาวนิวตรอนที่หมุนรอบตัวเองเร็วมาก ปกติอัตราการหมุนรอบตัวเองของดาวนิวตรอนจะช้าลงตามอายุขัย แต่ถ้ามีแก๊สจากดาวข้างเคียงมาเติมมวลให้ก็อาจทำให้อัตราหมุนคงอยู่หรือแม้แต่เร็วขึ้นก็ได้

“วัตถุนี้เป็นเพียงซากของดาวฤกษ์” เครก มาร์กเวิดต์ จากศูนย์การบินอวกาศกอดดาร์ดของนาซาในกรีนเบลต์ แมรีแลนด์ กล่าว “พัลซาร์ได้แทะกินเนื้อดาวชั้นนอกของดาวฤกษ์ไปจนหมดจนเหลือแต่ไส้ดาวแห้ง ๆ ที่ฮีเลียมเป็นจำนวนมาก”

ในกรณีของ สวิฟต์ เจ 1756.9-2508 มาร์กเวิดท์ได้ตรวจพบความถี่อื่นที่ปะปนอยู่ในการกระเพื่อมของรังสีเอกซ์นี้อย่างเล็กน้อยด้วย สิ่งนี้แสดงว่ามีวัตถุข้างเคียงที่มีมวลต่ำโคจรรอบพัลซาร์อยู่ มวลของวัตถุนี้จึงไปเหวี่ยงพัลซาร์ให้เคลื่อนที่ไปมาในแนวสายตาจากโลกอยู่

วัตถุข้างเคียงนี้โคจรรอบพัลซาร์ด้วยคาบ 54.7 นาที อยู่ห่างจากพัลซาร์เฉลี่ยเพียง 230,000 ไมล์ (ใกล้กว่าระยะทางระหว่างโลกถึงดวงจันทร์เล็กน้อย) นักดาราศาสตร์คำนวณว่าวัตถุนี้มีมวลไม่ต่ำกว่า 7 เท่าของดาวพฤหัสบดี เนื่องจากเราไม่ทราบมุมของระนาบโคจรของวัตถุนี้ จึงไม่ทราบมวลที่แน่นอน แต่เชื่อว่าหนักกว่าดาวพฤหัสบดีไม่น่าจะเกิน 30 เท่า

นักดาราศาสตร์จากเอ็มไอทีนำโดยดีปโต ชัคราบาร์ตี ก็สำรวจวัตถุนี้ด้วยเช่นกัน แต่สำรวจด้วยดาวเทียมรอสซี ก่อนที่วัตถุจะจางหายไปจนมองไม่เห็นในวันที่ 21 มิถุนายน กลุ่มของชัคราบาร์ตีและกลุ่มของมาร์กเวิดต์ให้ข้อสรุปตรงกันและทำรายงานการวิจัยร่วมกัน รายงานฉบับนี้จะได้ตีพิมพ์ในวารสารแอสโทรฟิสิกัลเจอร์นัลเลตเตอรส์

ระบบนี้เป็นเพียงพัลซาร์มิลลิวินาทีดวงที่ 8 เท่านั้นที่มีพบว่ามีการดึงมวลจากดาวข้างเคียง ส่วนระบบที่มีดาวข้างเคียงที่มีมวลน้อยมากเช่นนี้มีเพียงสองแห่งเท่านั้น อีกแห่งหนึ่งคือ เอกซ์ทีอี เจ 1807-294 (XTE J1807-294) ซึ่งมีมวลขั้นต่ำ 7 เท่าของดาวพฤหัสบดีเหมือนกัน

นักดาราศาสตร์คาดว่า ระบบนี้อาจกำเนิดขึ้นเมื่อหลายพันล้านปีก่อน ในช่วงแรกประกอบด้วยดาวฤกษ์สองดวง ดวงหนึ่งมวลสูงมาก อีกดวงหนึ่งเบากว่ามีมวลเพียงประมาณ 1-3 มวลสุริยะ ดาวฤกษ์ดวงที่หนักกว่าย่อมวิวัฒน์เร็วกว่า แก่เร็วกว่า จนในที่สุดก็ระเบิดไปเป็นซูเปอร์โนวากลายเป็นดาวนิวตรอน ต่อมาเมื่อดาวดวงที่เบากว่าถึงใกล้หมดอายุขัยก็ขยายใหญ่ขึ้นเป็นดาวยักษ์แดง จนคลุมดาวนิวตรอนเข้าไปด้วย เหตุการณ์นี้ทำให้ทั้งสองสูญเสียพลังงานการโคจรไปและขยับเข้าใกล้กันมากขึ้นพร้อมกับพ่นแก๊สออกมาด้วยกัน

ปัจจุบันวัตถุทั้งสองอยู่ใกล้กันมาก แรงโน้มถ่วงของดาวนิวตรอนทำให้เกิดแรงน้ำขึ้นลงมหาศาลบนดาวสหายจนมีเนื้อดาวหลุดไหลออกไปหมุนและก่อนตัวเป็นรูปจานรอบดาวนิวตรอน การไหลของสสารนี้ไม่สม่ำเสมอ บางครั้งก็หลุดออกมาก้อนใหญ่ไปพอกอยู่บนดาวนิวตรอน ทำให้ดาวนิวตรอนปะทุสว่างจ้าขึ้นมาชั่วขณะดังที่นักดาราศาสตร์ตรวจพบเมื่อเดือนมิถุนายนที่ผ่านมา

คริสโตเฟอร์ ดีลอย จากมหาวิทยาลัยนอร์ทเวสเทิร์น กล่าวว่า วัตถุมวลต่ำในระบบนี้มีฮีเลียมเป็นส่วนใหญ่ แม้จะมีมวลต่ำมาก แต่วัตถุนี้จะเรียกว่าเป็นดาวเคราะห์ไม่ได้เพราะไม่ได้มีต้นกำเนิดแบบดาวเคราะห์ และแท้จริงแล้วมันคือดาวแคระขาวที่ถูกแทะเนื้อไปจนเหลือแต่ไส้ที่มีมวลแค่ระดับดาวเคราะห์

หลังจากเวลาผ่านมาหลายพันล้านปี วัตถุสหายนี้เหลือมวลเพียงน้อยนิด และนักดาราศาสตร์ก็ไม่แน่ใจว่าวัตถุนี้จะถูกกลืนหมดหรือไม่

ด้วยระยะห่างถึง 25,000 ปีแสง วัตถุระบบนี้จางมากจนมองไม่เห็นไม่ว่าจะในย่านความถี่ใด โอกาสเดียวที่จะเห็นได้ก็คือเมื่อเกิดการปะทุอีกอย่างที่เกิดเมื่อเดือนมิถุนายนเท่านั้น ซึ่งนักดาราศาสตร์ก็ไม่ทราบว่าจะเกิดอีกหรือไม่