Pulsar là xác chết quay nhanh của các ngôi sao lớn. Một bí ẩn như vậy: tại sao các pulsar có các điểm nóng triệu độ quanh các cực của chúng? Dữ liệu mới từ đài thiên văn X-Ray ESA ESA Newton đã nghi ngờ về lý thuyết rằng các hạt tích điện đang va chạm với bề mặt pulsar tại các cực của nó. XMM-Newton đã thất bại trong việc nhìn thấy sự phát xạ tia X trong một số pulsar cũ lẽ ra rất sáng nếu các hạt liên tục va chạm.
Độ nhạy siêu cao của đài quan sát tia X ESA Newton XMM-Newton đã chỉ ra rằng lý thuyết phổ biến về cách các xác chết sao, được gọi là pulsar, tạo ra tia X cần phải điều chỉnh lại. Đặc biệt, năng lượng cần thiết để tạo ra các điểm nóng cực hàng triệu độ nhìn thấy trên các sao neutron làm mát có thể chủ yếu đến từ bên trong pulsar chứ không phải từ bên ngoài.
Ba mươi chín năm trước, các nhà thiên văn học Cambridge Jocelyn Bell-Burnell và Anthony Hewish đã phát hiện ra các pulsar. Những thiên thể này là lõi quay cực mạnh từ tính của các ngôi sao chết, mỗi lõi chỉ cách nhau 20 km nhưng chứa khoảng 1,4 lần khối lượng Mặt trời. Thậm chí ngày nay, họ làm bối rối các nhà thiên văn học trên khắp thế giới.
Lý thuyết về cách các pulsar phát ra bức xạ của chúng vẫn còn ở giai đoạn sơ khai, ngay cả sau gần bốn mươi năm làm việc, Werner Becker, Viện Max-Planck cho biết ngoài hành tinh Physik, Garched, Đức. Có nhiều mô hình nhưng không có lý thuyết được chấp nhận. Giờ đây, nhờ các quan sát XMM-Newton mới, Becker và các đồng nghiệp có thể đã tìm thấy một mảnh ghép quan trọng giúp các nhà lý thuyết giải thích tại sao các sao neutron làm mát có các điểm nóng ở các vùng cực của chúng.
Sao neutron được hình thành với nhiệt độ hơn tỷ (1012 K) trong quá trình sụp đổ của các ngôi sao lớn. Ngay khi chúng được sinh ra, chúng bắt đầu hạ nhiệt. Làm thế nào chúng mát phải phụ thuộc vào tính chất vật lý của vật chất siêu nặng bên trong chúng.
Các quan sát với các vệ tinh tia X trước đây đã chỉ ra rằng các tia X từ các sao neutron làm mát đến từ ba vùng của pulsar. Thứ nhất, toàn bộ bề mặt nóng đến mức phát ra tia X. Thứ hai, có các hạt tích điện trong môi trường từ trường xung pulsar cũng phát ra tia X khi chúng di chuyển ra ngoài, dọc theo các đường sức từ. Thứ ba, và chủ yếu cho cuộc điều tra mới nhất này, các pulsar trẻ hơn cho thấy các điểm nóng tia X ở hai cực của chúng.
Cho đến nay, các nhà thiên văn học tin rằng các điểm nóng được tạo ra khi các hạt tích điện va chạm với bề mặt xung pulsar tại các cực. Tuy nhiên, kết quả XMM-Newton mới nhất đã khiến người ta nghi ngờ về quan điểm này.
XMM-Newton đã thu được các hình ảnh chi tiết về phát xạ tia X từ năm pulsar, mỗi xung có tuổi lên tới vài triệu năm. Không có vệ tinh X-quang nào khác có thể làm việc này. Chỉ XMM-Newton mới có khả năng quan sát chi tiết về phát xạ tia X của họ, ông Becker nói. Ông và các cộng tác viên của mình không tìm thấy bằng chứng nào về phát xạ bề mặt, cũng như các điểm nóng cực, mặc dù họ đã thấy phát xạ từ các hạt chuyển động ra bên ngoài.
Việc thiếu phát thải bề mặt là không có gì ngạc nhiên. Trong vài triệu năm kể từ khi ra đời, các pulsar này đã hạ nhiệt từ hàng tỷ độ xuống dưới 500 000 độ C, nghĩa là phát xạ tia X trên bề mặt của chúng đã mờ dần khỏi tầm nhìn.
Tuy nhiên, việc thiếu các điểm nóng cực trong các pulsar cũ là một bất ngờ lớn và cho thấy rằng sự nóng lên của các vùng bề mặt cực do bắn phá hạt không đủ hiệu quả để tạo ra thành phần tia X nhiệt đáng kể. Becker cho biết, trong trường hợp của pulsar PSR B1929 + 10 triệu năm tuổi, sự đóng góp từ bất kỳ vùng cực nóng nào là ít hơn bảy phần trăm của tổng lượng tia X được phát hiện, Becker nói.
Có vẻ như quan điểm thông thường không phải là cách duy nhất để xem xét vấn đề. Một lý thuyết khác là nhiệt bị giữ lại trong pulsar kể từ khi nó được sinh ra sẽ được dẫn đến các cực bằng từ trường cực mạnh trong pulsar. Điều này là do nhiệt được truyền trên các electron, được tích điện và do đó sẽ được dẫn hướng bởi từ trường.
Điều này có nghĩa là các điểm nóng cực trong các pulsar trẻ hơn được tạo ra chủ yếu từ nhiệt bên trong pulsar, chứ không phải từ sự va chạm của các hạt từ bên ngoài pulsar. Do đó, chúng sẽ mờ dần khỏi tầm nhìn giống như phát xạ trên bề mặt. Becker cho biết quan điểm này vẫn đang được thảo luận nhưng được hỗ trợ rất nhiều bởi các quan sát XMM-Newton mới, theo ông Becker.
Gần bốn mươi năm kể từ khi phát hiện ra các pulsar, dường như các pulsar cũ vẫn có những thủ thuật mới để dạy các nhà thiên văn học.
Nguồn gốc: ESA News Release
