ดาวแคระขาวคู่พัลซาร์ NGC 362D เพิ่งผ่านช่วงถ่ายเทมวลมาไม่นาน

NGC 362D หรือ PSR J0103−7050D เป็นพัลซาร์มิลลิวินาทีในกระจุกดาวทรงกลม NGC 362 โดยมีดาวแคระขาวฮีเลียมมวลต่ำมากเป็นดาวคู่ มวลของดาวแคระขาวดวงนี้ประเมินได้ราว 0.18 เท่าของดวงอาทิตย์ และแบบจำลองวิวัฒนาการระบบดาวคู่บ่งชี้ว่า การถ่ายเทมวลระหว่างดาวทั้งสองสิ้นสุดลงเมื่อประมาณ 600 ล้านปีก่อน 268

ระบุระบบดาวคู่จากคลื่นวิทยุและภาพฮับเบิล

ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์วิทยุ MeerKAT ช่วยค้นพบพัลซาร์ ส่วนคาบวงโคจรราว 0.17 วัน หรือประมาณ 4.1 ชั่วโมง บ่งชี้ว่ามันเป็นระบบดาวคู่ที่อยู่ใกล้กัน 68 จากนั้นนักวิจัยจึงเทียบตำแหน่งของพัลซาร์กับแหล่งกำเนิดแสงในภาพเชิงลึกจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ซึ่งถ่ายหลายช่วงคลื่นและหลายช่วงเวลา การวิเคราะห์แสงจากวัตถุนั้นชี้ว่าเป็นดาวแคระขาวฮีเลียมมวลต่ำมากที่ยังอยู่ในช่วงก่อนเข้าสู่ระยะเย็นตัว 2

การสังเกตทั้งสองแบบให้ข้อมูลเสริมกัน: คลื่นวิทยุช่วยศึกษาพัลซาร์และวงโคจร ส่วนภาพในช่วงแสงที่ตามองเห็นของฮับเบิลช่วยระบุดาวคู่ที่จางมากและตรวจสอบธรรมชาติของมัน 26

เหตุใดจึงเชื่อว่าดาวแคระขาวดวงนี้ยังอายุน้อย

ตัวเลขราว 600 ล้านปีไม่ได้มาจากการสังเกตเหตุการณ์สิ้นสุดการถ่ายเทมวลโดยตรง แต่มาจากการนำคุณสมบัติที่วัดได้ของดาวแคระขาวไปเปรียบเทียบกับแบบจำลองวิวัฒนาการระบบดาวคู่ที่ปรับปรุงแล้ว ผลประเมินระบุว่าการถ่ายเทมวลยุติลงเมื่อราว 0.6 พันล้านปีก่อน 2

มวลที่ต่ำมากและสถานะก่อนเย็นตัวของดาวแคระขาวเป็นส่วนสำคัญที่ทำให้ระบบนี้น่าสนใจ เพราะอาจเป็นภาพของระบบดาวคู่ในช่วงไม่นานนักหลังจากดาวคู่ถ่ายเทสสารให้ดาวนิวตรอน 2

มีสสารหลงเหลืออยู่รอบดาวแคระขาวหรือไม่

นักวิจัยเสนอความเป็นไปได้ว่า สสารที่ถูกขับออกมาใกล้ช่วงสิ้นสุดการถ่ายเทมวลอาจยังอยู่รอบดาวแคระขาว รายงานเกี่ยวกับงานวิจัยกล่าวถึงหลักฐานที่ อาจ บ่งชี้ว่ามีสสารรอบดาว แต่ข้อมูลที่มีอยู่ยังไม่ยืนยันองค์ประกอบของสสารหรือยืนยันการตรวจพบอย่างเด็ดขาด 67

ข้อควรระวังคือ สสารรอบดาวคู่สามารถบดบังสัญญาณวิทยุของพัลซาร์บางระบบได้ แต่ความเป็นไปได้ทั่วไปนี้ยังไม่ใช่หลักฐานว่าเกิดผลเช่นนั้นใน NGC 362D 3

เบาะแสสำคัญต่อการเข้าใจพัลซาร์มิลลิวินาที

ตามแนวคิดเรื่อง “การรีไซเคิล” ดาวนิวตรอนได้รับสสารจากดาวคู่และหมุนเร็วขึ้น ก่อนที่การถ่ายเทมวลจะสิ้นสุดลงและเหลือดาวแคระขาวเป็นคู่ของมัน การพบพัลซาร์มิลลิวินาทีกับดาวแคระขาวฮีเลียมใน NGC 362D จึงเปิดโอกาสให้ศึกษาช่วงหลังการถ่ายเทมวลได้ใกล้เคียงกับเวลาที่กระบวนการนั้นเพิ่งสิ้นสุด เมื่อเทียบกับระบบที่วิวัฒนาการมานานกว่า 26

พัลซาร์มิลลิวินาทียังใช้เป็นนาฬิกาจักรวาลที่มีความเที่ยงตรงสูงด้วย ระบบที่มีดาวคู่หลงเหลือซึ่งยังอายุน้อยช่วยให้นักวิจัยศึกษาผลที่ตามมาจากการถ่ายเทมวล และตรวจสอบว่าสสารรอบดาวอาจรบกวนการสังเกตจังหวะคลื่นวิทยุหรือไม่ สำหรับ NGC 362D ประเด็นนี้ยังเป็นคำถามที่ต้องศึกษา ไม่ใช่ปัญหาที่พิสูจน์แล้วว่าเกิดขึ้น 36