Tín dụng hình ảnh: ESA
Sử dụng các nhà thiên văn học quan sát XMM-Newton X-Ray dựa trên không gian với Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã thực hiện phép đo trực tiếp đầu tiên của từ trường sao neutron. Một ngôi sao neutron là một vật thể rất dày đặc với khối lượng của một ngôi sao lớn được đóng gói trong bán kính chỉ 20-30 km và chúng được dự đoán là có từ trường rất mạnh hoạt động như một chiếc phanh, làm chậm quá trình quay của chúng. Nhưng sau khi quan sát một ngôi sao neutron có tên 1E1207.4-5209 trong hơn 72 giờ với XMM, các nhà thiên văn phát hiện ra rằng nó yếu hơn 30 lần so với dự đoán của họ. Điều khiến các vật thể này chậm lại một lần nữa là một bí ẩn.
Sử dụng độ nhạy vượt trội của đài quan sát tia X ESA, XMM-Newton, một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu đã thực hiện phép đo trực tiếp đầu tiên của từ trường sao neutron.
Các kết quả cung cấp những hiểu biết sâu sắc về vật lý cực đoan của các ngôi sao neutron và tiết lộ một bí ẩn mới chưa được giải đáp về sự kết thúc của cuộc đời của ngôi sao này.
Một ngôi sao neutron là thiên thể rất dày đặc thường có thứ gì đó giống như khối lượng Mặt trời của chúng ta được đóng gói vào một quả cầu nhỏ chỉ dài 20 30 km. Nó là sản phẩm của vụ nổ sao, được gọi là siêu tân tinh, trong đó phần lớn ngôi sao bị thổi vào không gian, nhưng trái tim sụp đổ của nó vẫn ở dạng một quả cầu neutron siêu dày đặc, quay tròn với tốc độ đáng kinh ngạc.
Mặc dù là một lớp vật thể quen thuộc, bản thân các ngôi sao neutron vẫn bí ẩn. Sao neutron cực kỳ nóng khi chúng được sinh ra, nhưng hạ nhiệt rất nhanh. Do đó, chỉ một vài trong số chúng phát ra bức xạ năng lượng cao, chẳng hạn như tia X. Đây là lý do tại sao chúng được nghiên cứu theo cách truyền thống thông qua phát xạ vô tuyến, chúng ít năng lượng hơn tia X và thường xuất hiện xung và tắt. Do đó, một vài ngôi sao neutron đủ nóng để phát ra tia X có thể được nhìn thấy bằng kính viễn vọng tia X, chẳng hạn như XMM-Newton của ESA.
Một ngôi sao neutron như vậy là 1E1207.4-5209. Sử dụng quan sát XMM-Newton dài nhất từ trước đến nay về nguồn thiên hà (72 giờ), Giáo sư Giovanni Bignami thuộc Trung tâm diênEtude Spatiale des Rayonnements (CESR) và nhóm của ông đã trực tiếp đo cường độ từ trường của nó. Điều này làm cho nó trở thành ngôi sao neutron đầu tiên bị cô lập, nơi điều này có thể đạt được.
Tất cả các giá trị trước đây của từ trường sao neutron chỉ có thể được ước tính một cách gián tiếp. Điều này được thực hiện bởi các giả định lý thuyết dựa trên các mô hình mô tả sự sụp đổ lực hấp dẫn của các ngôi sao lớn, giống như các sao dẫn đến sự hình thành của các sao neutron. Phương pháp gián tiếp thứ hai là ước tính từ trường bằng cách nghiên cứu cách quay của sao neutron chậm lại, sử dụng dữ liệu thiên văn vô tuyến.
Trong trường hợp 1E1207.4-5209, phép đo trực tiếp này sử dụng XMM-Newton cho thấy từ trường của sao neutron yếu hơn 30 lần so với dự đoán dựa trên các phương pháp gián tiếp.
làm như thế nào để giải thích chuyện này? Các nhà thiên văn học có thể đo tốc độ các sao neutron riêng lẻ giảm tốc. Họ luôn cho rằng ’ma sát giữa từ trường và môi trường xung quanh là nguyên nhân. Trong trường hợp này, kết luận duy nhất là một thứ khác đang kéo theo sao neutron, nhưng là gì? Chúng ta có thể suy đoán rằng nó có thể là một đĩa nhỏ các mảnh vụn siêu tân tinh bao quanh ngôi sao neutron, tạo ra một yếu tố kéo bổ sung.
Kết quả đặt ra câu hỏi liệu 1E1207.4-5209 là duy nhất trong số các sao neutron hay nó là ngôi sao đầu tiên thuộc loại này. Các nhà thiên văn học hy vọng sẽ nhắm mục tiêu các ngôi sao neutron khác với XMM-Newton để tìm hiểu.
Lưu ý cho biên tập viên
Các tia X phát ra từ một ngôi sao neutron như 1E1207.4-5209, phải đi qua từ trường của sao neutron trước khi thoát ra ngoài không gian. Trên đường đi, các hạt trong từ trường của ngôi sao có thể đánh cắp một số tia X đi ra, truyền vào các dấu hiệu phổ của chúng, được gọi là các vạch hấp thụ cộng hưởng cyclotron. Chính dấu vân tay này đã cho phép giáo sư Bignami và nhóm của ông đo cường độ từ trường của sao neutron.
Nguồn gốc: ESA News Release
