เป็นเวลาหลายสิบปีที่เหล่านักดาราศาสตร์ประมาณขนาดของดาวนิวตรอนว่า น่าจะมีความกว้างพอๆกับเมืองๆหนึ่ง ล่าสุดก็มีผู้ค้นพบวิธีประมาณขนาดของดาวนิวตรอนที่แม่นยำที่สุดแล้วว่ากว้างกี่กิโลเมตรกันแน่

ดาวฤกษ์ที่มีมวลไม่เกิน 3 เท่าของดวงอาทิตย์ เมื่อสิ้นอายุขัย จะยุบตัวเล็กลงเรื่อยๆ ทำให้ช่องว่างในอะตอมหดเล็กลง จนในที่สุดอิเล็คครอนกับโปรตอนจะเข้าประชิดกันด้วยพลังอันมหาศาลของแรงโน้มถ่วงและยุบตัวจนดาวทั้งดวงเหลือเพียงอนุภาคนิวตอนล้วนๆ

สมมุติดวงอาทิตย์ที่ปกติมีขนาดใหญ่กว่าโลกถึงเกือบ 400 เท่านั้น หากวันใดวันหนึ่งกลายเป็นดาวนิวตรอนขึ้นมา ขนาดอันมโหฬารของดวงอาทิตย์จะเล็กลงจนใส่ลงในกรุงเทพมหานครของเราได้สบายๆ แน่นอนว่าความหนาแน่นของดาวนิวตรอนนั้นมหาศาล วัตถุขนาดหนึ่งช้อนชาบนดาวนิวตรอนจะหนักกว่าภูเขาเอเวอเรสต์ทั้งลูก!! พูดง่ายๆคือดาวนิวตรอนเป็นรองเฉพาะหลุมดำเท่านั้น

แต่ที่ผ่านมาเรายังไม่เคยคำนวนได้แน่นอนเสียทีว่าขนาดที่แน่นอนของดาวนิวตรอนนั้นคือเท่าไรกันแน่ ส่วนใหญ่จะประมาณกันไว้ว่าเส้นผ่านศูนย์กลางน่าจะอยู่ในช่วง 19 ถึง 27 กิโลเมตร ล่าสุดทีมนักวิจัยจากสถาบันอัลเบิร์ตไอน์สไตน์ (AEI) นำโดย Dr.Badri Krishnan ใช้ข้อมูลจากกล้องโทรทรรศน์และหอสังเกตการณ์หลายตัวที่สถาบันมักซ์พลังค์เพื่อศึกษาเรื่องนี้อย่างจริงจัง และพบว่า ดาวนิวตรอนที่พโดยทั่วไป ซึ่งมีมวลราว 1.4 เท่าของดวงอาทิตย์ จะมีของเรามีรัศมีประมาณ 11 กิโลเมตร

ทีมงานของ Dr. Badri Krishnan สามารถจำกัดค่ารัศมีของดาวนิวตรอนเอาไว้ว่าไม่ควรต่ำกว่า 10.4 กิโลเมตร และไม่ควรเกิน 11.9 กิโลเมตร

จะเกิดอะไรขึ้นหากดาวฤกษ์ที่กำลังยุบตัวมีมวลเกิน 3 เท่าของดวงอาทิตย์ ? ใช่แล้ว เมื่อมวลมาก แรงโน้มจะมากตาม ดาวฤกษ์ดวงนั้นจะไม่หยุดแค่การเป็นดาวนิวตรอน แต่จะยุบตัวต่อไปจนกลายเป็นหลุมดำ ซึ่งเราก็จะมองไม่เห็นสังเกตไม่ได้แล้วเนื่องจากแม้แต่แสงจะถูกดูดหายเข้าไปไม่อาจกลับออกมาได้อีก

ดังนั้น วัตถุอวกาศที่มีความหนาแน่นสูงสุดที่ยังมองเห็นได้ ก็คือดาวนิวตรอน และเราก็ได้รู้ขนาดที่เป็นไปได้อย่างแท้จริงของมันแล้ว ณ วันนี้

ทีมงานตีพิมพ์ผลการศึกษาครั้งนี้ลงใน https://www.nature.com/articles/s41550-020-1014-6

เรียบเรียงโดย @MrVop