Một ngôi sao neutron quay với tốc độ không thể tưởng tượng 707 lần mỗi giây cũng bắn ra các xung tia gamma mạnh mẽ vào vũ trụ.
Ngôi sao cách Trái đất ít nhất 4.400 năm ánh sáng, mặc dù khoảng cách chính xác của nó là một bí ẩn (nhiều hơn về sau). Thiên thể là thứ được gọi là pulsar, một ngôi sao neutron dày đặc, quay nhanh, bị bỏ lại sau sự sụp đổ của một ngôi sao khổng lồ. Pulsar có từ trường mạnh và khi chúng quay, chúng phun ra các chùm bức xạ dọc theo hai cực từ của chúng. Giống như một chùm hải đăng, những luồng này chỉ có thể được nhìn thấy bởi Earthlings khi chỉ thẳng vào Trái đất, vì vậy các pulsar xuất hiện nhấp nháy.
Pulsar mới được phát hiện có biệt danh PSR J0952-0607 rõ ràng không lôi cuốn. Ngôi sao ban đầu được phát hiện vào năm 2017 bởi Kính thiên văn vũ trụ tia gamma Fermi, theo Viện Vật lý hấp dẫn Max Planck, nhưng ban đầu không phát hiện thấy vụ nổ tia gamma nào. Tuy nhiên, mảng kính viễn vọng vô tuyến Mảng tần số thấp phát hiện các tín hiệu vô tuyến xung từ ngôi sao, cho phép các nhà khoa học tìm ra một vài chi tiết sơ bộ: J0952-0607 là một phần của cặp sao nhị phân, quay quanh một khối chung trong 6,2 giờ trên mỗi quỹ đạo với một ngôi sao bạn thân một khối lượng thứ 50 của mặt trời. Tốc độ quay của pulsar là 707 lần mỗi giây khiến nó trở thành ngôi sao neutron nhanh thứ hai từng được phát hiện. (Nhanh nhất, được báo cáo trên tạp chí Science năm 2006, quay với tốc độ 716 lượt mỗi giây.)
Tìm kiếm tia gamma
Khám phá chùm tia gamma của J0952-0607 là một dự án phức tạp hơn. Các nhà nghiên cứu dẫn đầu bởi Lars Nieder, một sinh viên tiến sĩ tại Max Planck, đã sử dụng một siêu máy tính có tên Atlas để tìm kiếm tám năm dữ liệu từ kính viễn vọng tia gamma Fermi để tìm dấu hiệu mờ nhạt của chùm điện từ của ngôi sao.
"Việc tìm kiếm này vô cùng khó khăn, bởi vì kính viễn vọng tia gamma Fermi chỉ đăng ký tương đương với khoảng 200 tia gamma từ xung mờ trong hơn 8,5 năm quan sát", Nieder nói trong một tuyên bố. "Trong thời gian này, bản thân pulsar đã quay 220 tỷ lần. Nói cách khác, chỉ một lần trong một tỷ quan sát là một tia gamma được quan sát!"
May mắn thay, các nhà nghiên cứu đã có thể phát hiện ra những tên lửa may mắn này, xác nhận rằng J0952-0607 thực sự là một pulsar. Nhưng họ đã phát hiện ra một loạt câu hỏi mới về ngôi sao neutron cực đoan.
Bí ẩn sao
Điều ngạc nhiên đầu tiên là kính viễn vọng tia gamma Fermi không phát hiện thấy bất kỳ xung tia gamma nào từ sao neutron trước tháng 7 năm 2011. Có lẽ quỹ đạo của pulsar đã thay đổi để các chùm tia của nó có thể nhìn thấy được đối với Trái đất; nhưng Nieder và đồng nghiệp không thể tìm thấy bất kỳ bằng chứng nào về sự thay đổi quỹ đạo. Cũng có thể lượng tia gamma phát ra từ pulsar đã thay đổi, nhưng các nhà khoa học không thể kiểm tra ý tưởng đó đã đưa ra tín hiệu tinh tế của ngôi sao xa xôi.
Một bí ẩn khác: Pulsar thực sự bao xa? Các quan sát của kính viễn vọng quang học cho thấy ngôi sao đồng hành của pulsar bị khóa trong một vũ điệu thiên hà với pulsar quay nhanh, cùng phía với ngôi sao luôn phải đối mặt với người bạn đồng hành hiếu động của nó. (Sự chênh lệch nhiệt giữa các mặt của ngôi sao - gây ra bởi sự tương tác này - có thể phát hiện được từ Trái đất.) Nhưng trong khi các phép đo vô tuyến cho thấy pulsar và bạn đồng hành của nó cách xa 4.400 năm ánh sáng, các phép đo quang học cho thấy chúng giống như 13.200 năm ánh sáng từ Trái đất. Không rõ cái nào đúng hay tại sao có sự khác biệt lớn như vậy giữa các phép đo.
Các vấn đề về khoảng cách: Nếu các phép đo quang là đúng, ngôi sao đồng hành của pulsar có thể phù hợp với mật độ dự kiến, ít nhất là dựa trên các phép đo trong quá khứ của các hệ thống pulsar. Nếu các phép đo radio gần đúng hơn, thì bạn đồng hành sẽ phải cực kỳ dày đặc, trong một phạm vi chưa từng thấy trước đây trong một bạn đồng hành xung.
Các nhà nghiên cứu hiện đang thu thập thêm các quan sát tia gamma Fermi để giải quyết câu hỏi này. Họ đã công bố phát hiện của họ trên pulsar mới vào ngày 18 tháng 9 trên Tạp chí Vật lý thiên văn.
