Khi các ngôi sao đi đến cuối chuỗi chính của chúng, chúng trải qua một sự sụp đổ lực hấp dẫn, đẩy các lớp ngoài cùng của chúng trong vụ nổ siêu tân tinh. Những gì còn lại sau đó là một lõi quay dày đặc, chủ yếu được tạo thành từ các neutron (hay còn gọi là một ngôi sao neutron), trong đó chỉ có 3000 được biết là tồn tại trong Dải Ngân hà. Một tập hợp con sao neutron hiếm hơn nữa là các nam châm, chỉ có hai chục trong số đó được biết đến trong thiên hà của chúng ta.
Những ngôi sao này đặc biệt bí ẩn, có từ trường cực kỳ mạnh, gần như đủ mạnh để xé chúng ra. Và nhờ một nghiên cứu mới của một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế, dường như bí ẩn của những ngôi sao này chỉ ngày càng sâu sắc hơn. Sử dụng dữ liệu từ một loạt các đài quan sát vô tuyến và tia X, nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy một nam châm năm ngoái đã không hoạt động trong khoảng ba năm và hiện đang hoạt động hơi khác.
Nghiên cứu có tiêu đề Hồi sinh của Magnetar PSR J1622 594950: Quan sát với MeerKAT, Parkes, XMM-Newton, Nhanh, Chandravà NuSTARGần đây, xuất hiện trong Tạp chí Vật lý thiên văn. Nhóm nghiên cứu được dẫn dắt bởi Tiến sĩ Fernando Camilo - Nhà khoa học trưởng tại Đài quan sát thiên văn vô tuyến Nam Phi (SARAO) - và bao gồm hơn 200 thành viên từ nhiều trường đại học và viện nghiên cứu trên khắp thế giới.
Magnetar được đặt tên như vậy vì từ trường của chúng mạnh hơn tới 1000 lần so với các sao neutron xung thông thường (hay còn gọi là pulsar). Năng lượng liên quan đến các trường này mạnh đến mức nó gần như phá vỡ ngôi sao, khiến chúng không ổn định và hiển thị sự biến động lớn về tính chất vật lý và phát xạ điện từ của chúng.
Trong khi tất cả các từ trường được biết là phát ra tia X, chỉ có bốn được biết là phát ra sóng vô tuyến. Một trong số đó là PSR J1622-4950 - một nam châm nằm cách Trái đất khoảng 30.000 năm ánh sáng. Vào đầu năm 2015, nam châm này đã ở trong trạng thái không hoạt động. Nhưng như nhóm nghiên cứu đã chỉ ra trong nghiên cứu của họ, các nhà thiên văn học sử dụng Kính thiên văn vô tuyến CSIRO Parkes ở Úc lưu ý rằng nó sẽ bắt đầu hoạt động trở lại vào ngày 26 tháng 4 năm 2017.
Vào thời điểm đó, nam châm phát ra các xung vô tuyến sáng cứ sau bốn giây. Vài ngày sau, Parkes đã ngừng hoạt động như một phần của thói quen bảo trì theo kế hoạch kéo dài một tháng. Cũng trong khoảng thời gian đó, kính viễn vọng vô tuyến Nam Phi Me MeKAT bắt đầu theo dõi ngôi sao, mặc dù thực tế là nó vẫn đang được xây dựng và chỉ có 16 trong số 64 đĩa radio của nó. Tiến sĩ Fernando Camilo mô tả khám phá trong một thông cáo báo chí gần đây của SKA Nam Phi:
Quan sát của MeerKAT đã chứng minh sự quan trọng đối với ý nghĩa của một vài photon tia X mà chúng ta thu được bằng kính viễn vọng quay quanh NASA - lần đầu tiên được phát hiện xung tia X từ ngôi sao này, cứ sau 4 giây. Kết hợp lại, các quan sát được báo cáo hôm nay giúp chúng ta phát triển một bức tranh tốt hơn về hành vi của vật chất trong điều kiện vật lý khắc nghiệt đến khó tin, hoàn toàn không giống với bất kỳ điều gì có thể trải nghiệm trên Trái Đất.
Sau khi các quan sát ban đầu được thực hiện bởi các đài quan sát Parkes và MeerKAT, các quan sát tiếp theo được thực hiện bằng cách sử dụng đài quan sát không gian tia X XMM-Newton, Nhiệm vụ Đột kích Swift Gamma-Ray, Đài quan sát tia X Chandra và Kính viễn vọng quang phổ hạt nhân (NuSTAR). Với những quan sát kết hợp này, nhóm nghiên cứu đã lưu ý một số điều rất thú vị về nam châm này.
Đối với một người, họ đã xác định rằng mật độ thông lượng vô tuyến PSR J1622-4950, trong khi có thể thay đổi, lớn hơn khoảng 100 lần so với thời gian không hoạt động. Ngoài ra, thông lượng tia X lớn hơn ít nhất 800 lần trong một tháng sau khi kích hoạt lại, nhưng bắt đầu phân rã theo cấp số nhân trong suốt khoảng thời gian 92 đến 130 ngày. Tuy nhiên, các quan sát vô tuyến đã ghi nhận điều gì đó trong hành vi của Magnetar khá bất ngờ.
Mặc dù hình học tổng thể được suy ra từ phát xạ vô tuyến PSR J1622-4950, phù hợp với những gì đã được xác định vài năm trước đó, nhưng quan sát của họ chỉ ra rằng phát xạ vô tuyến hiện đang đến từ một vị trí khác trong từ quyển. Trên tất cả điều này cho thấy mức phát xạ vô tuyến từ nam châm có thể khác với các pulsar thông thường.
Khám phá này cũng đã xác nhận Đài thiên văn MeerKAT là một công cụ nghiên cứu tầm cỡ thế giới. Đài quan sát này là một phần của Square Kilometer Array (SKA), dự án kính viễn vọng đa vô tuyến đang xây dựng kính viễn vọng vô tuyến lớn nhất thế giới ở Úc, New Zealand và Nam Phi. Về phần mình, MeerKAT sử dụng 64 ăng-ten radio để thu thập hình ảnh vô tuyến của Vũ trụ để giúp các nhà thiên văn học hiểu được các thiên hà đã phát triển như thế nào theo thời gian.
Với khối lượng dữ liệu khổng lồ được thu thập bởi các kính thiên văn này, MeerKAT phụ thuộc vào cả công nghệ tiên tiến và một nhóm các nhà khai thác có trình độ cao. Như Abbott đã chỉ ra, chúng tôi có một nhóm các kỹ sư và nhà khoa học sáng giá nhất ở Nam Phi và thế giới làm việc trong dự án, bởi vì những vấn đề mà chúng tôi cần giải quyết là vô cùng thách thức và thu hút những người giỏi nhất.
Giáo sư Phil Diamond, Tổng Giám đốc Tổ chức SKA dẫn đầu sự phát triển của Square Kilometre Array, cũng rất ấn tượng bởi sự đóng góp của nhóm MeerKAT. Như ông đã tuyên bố trong một thông cáo báo chí SKA:
Làm tốt cho các đồng nghiệp của tôi ở Nam Phi cho thành tích xuất sắc này. Xây dựng các kính thiên văn như vậy là vô cùng khó khăn, và ấn phẩm này cho thấy MeerKAT đang sẵn sàng để kinh doanh. Là một trong những kính thiên văn tiền thân SKA, điều này báo hiệu tốt cho SKA. MeerKAT cuối cùng sẽ được tích hợp vào Giai đoạn 1 của kính viễn vọng SKA-mid, nâng tổng số món ăn theo ý của chúng tôi lên 197, tạo ra kính viễn vọng vô tuyến mạnh nhất trên hành tinh Hồi.
Khi SKA lên mạng, nó sẽ là một trong những kính viễn vọng mặt đất mạnh nhất trên thế giới và nhạy hơn khoảng 50 lần so với bất kỳ thiết bị vô tuyến nào khác. Cùng với các kính viễn vọng mặt đất và không gian thế hệ tiếp theo khác, những điều nó sẽ tiết lộ về Vũ trụ của chúng ta và cách nó phát triển theo thời gian dự kiến sẽ thực sự đột phá.
Thêm nữa Đọc: SKA Châu Phi, SKA, Tạp chí Vật lý thiên văn
