Vậy làm thế nào để bạn lấy nhiệt độ của một trong những vật thể kỳ lạ nhất trong Vũ trụ? Một ngôi sao neutron (~ 1,35 đến 2,1 khối lượng mặt trời, chỉ dài 24 km) là tàn dư của siêu tân tinh sau khi một ngôi sao lớn đã chết. Mặc dù chúng không đủ lớn để trở thành một lỗ đen, các sao neutron vẫn tích tụ vật chất, kéo khí từ một đối tác nhị phân, thường trải qua thời gian bùng phát kéo dài.
May mắn thay, chúng ta có thể quan sát pháo sáng tia X (sử dụng thiết bị như Chandra), nhưng nó không phải là ngọn lửa có thể tiết lộ nhiệt độ hoặc cấu trúc của một ngôi sao neutron.
Tại hội nghị AAS tuần trước, chi tiết về kết quả từ chiến dịch quan sát tia X của MXB 1659-29, một nguồn phát tia X liên tục gần đây (tức là một ngôi sao neutron phát sáng trong thời gian dài), đã tiết lộ một số hiểu biết hấp dẫn về vật lý của các sao neutron, cho thấy khi lớp vỏ của sao neutron nguội đi, thành phần vỏ được tiết lộ và nhiệt độ của những tàn dư siêu tân tinh kỳ lạ này có thể được đo
Trong khi bùng phát, các sao neutron tạo ra tia X. Những nguồn tia X này có thể được đo và sự tiến hóa của chúng được theo dõi. Trong trường hợp của MXB 1659-29, Ed Cackett (Univ. Michigan) đã sử dụng dữ liệu từ NASA Tim Rossi Timing Explorer (RXTE) để theo dõi sự làm mát của lớp vỏ sao neutron sau một thời gian dài của tia X. MXB 1659-29 bùng lên trong 2,5 năm cho đến khi nó tắt nguồn vào tháng 9 năm 2001. Kể từ đó, nguồn được quan sát định kỳ để đo mức giảm phát xạ theo cấp số nhân.
Vì vậy, tại sao điều này lại quan trọng? Sau một thời gian dài tia X bùng lên, lớp vỏ của một ngôi sao neutron sẽ nóng lên. Tuy nhiên, người ta cho rằng lõi của sao neutron sẽ vẫn tương đối mát mẻ. Khi ngôi sao neutron ngừng bùng phát (như sự tích tụ khí, cho ngọn lửa bùng lên, tắt), nguồn nhiệt cho lớp vỏ bị mất. Trong khoảng thời gian này của Quieshood (không bùng phát), dòng tia X giảm dần từ lớp vỏ sao neutron làm mát cho thấy rất nhiều thông tin về các đặc điểm của sao neutron.
Trong quá trình hoạt động, các nhà thiên văn học sẽ quan sát thấy tia X phát ra từ bề mặt của sao neutron (trái ngược với pháo sáng), do đó các phép đo trực tiếp có thể được tạo ra từ sao neutron. Trong bài trình bày của mình, Cackett đã xem xét cách thông lượng tia X từ MXB 1659-29 giảm theo cấp số nhân và sau đó chững lại ở một thông lượng không đổi. Điều này có nghĩa là lớp vỏ nguội đi nhanh chóng sau khi bùng phát, cuối cùng đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt với lõi sao neutron. Do đó, bằng cách sử dụng phương pháp này, nhiệt độ lõi sao neutron có thể được suy ra.
Bao gồm dữ liệu từ một sao X-quang thoáng qua KS 1731-260 khác, tốc độ làm mát được quan sát thấy trong quá trình hoạt động cho thấy các vật thể này có mạng lưới vỏ trái đất được sắp xếp hợp lý với rất ít tạp chất. Sự giảm nhiệt độ nhanh chóng (từ bùng phát sang hoạt động) mất khoảng 1,5 năm để đạt đến trạng thái cân bằng nhiệt với lõi sao neutron. Công việc tiếp theo sẽ được thực hiện bằng cách sử dụng dữ liệu Chandra để có thêm thông tin về những vật thể kỳ lạ quay nhanh này có thể được khám phá.
Đột nhiên, các ngôi sao neutron trở nên ít bí ẩn hơn đối với tôi trong cuộc nói chuyện 10 phút vào thứ ba tuần trước, tôi thích các cuộc hội thảo…
Các ấn phẩm liên quan:
- Các quan sát của Chandra và Swift về ngôi sao neutron gần như tồn tại tạm thời EXO 0748-676 trong trạng thái hoạt động, Degenaar et al., 2008
- HIỆN TƯỢNG TUYỆT VỜI CỦA NGÔI SAO NEUTron TẠI MXB 1659-29, Rudy Wijnands, 2004
