Những "quả phụ đen" chớp nhoáng, nhanh nhẹn và chớp nhoáng trên bầu trời đêm. Những ngôi sao bạo lực này làm nổ tung các đối tác sao nhỏ hơn của họ thành bit khi họ quất chúng xung quanh trong quỹ đạo nhị phân chặt chẽ, ăn thịt những đối tác nhỏ hơn trong quá trình này. Và, trong một bài báo mới, các nhà khoa học đã tiết lộ câu chuyện nguồn gốc đằng sau những ngôi sao đói khát này.
Không phải ngẫu nhiên mà các nhà thiên văn học đặt tên cho các hệ thống này - đặt trong không gian nơi một ngôi sao neutron nhỏ, nặng, quay nhanh đang tự cung cấp năng lượng bằng cách xé toạc một đối tác nhị phân nhỏ - sau những con nhện chết người. Cả con cái góa phụ và góa phụ đen đều ăn thịt con đực sau khi quan hệ. (Trong các ngôi sao, như trong các con nhện, các góa phụ đen nối với các đối tác nhỏ hơn.) Redback và góa phụ đen là các thể loại của "xung milli giây", các sao neutron quay nhanh đến mức chúng nhấp nháy Trái đất cứ sau vài phần mili giây. Nhưng, cho đến bây giờ, không ai có thể giải thích những ngôi sao khó chịu này hình thành như thế nào.
Sao neutron là tàn dư siêu nhỏ của các ngôi sao bị sụp đổ. Không rộng hơn một thành phố nhỏ, tuy nhiên chúng vượt xa mặt trời của chúng ta. Các nhà khoa học đã phải phát minh ra vật lý hoàn toàn mới để giải thích vật chất hoạt động bên trong chúng như thế nào. (Nhưng không giống như các lỗ đen, chúng không đủ dày đặc để hình thành các điểm kỳ dị.) Các nhà khoa học gọi chúng là các xung, bởi vì chúng thường xuất hiện trước các kính viễn vọng như các nguồn sáng xung thường xuyên. Hầu hết quay nhanh hơn nhiều so với các ngôi sao bình thường và các vòng quay thông thường của chúng có thể hoạt động giống như đồng hồ tích tắc trong không gian.
Nhưng một ngôi sao neutron tự nó sẽ không quay đủ nhanh để trở thành một xung một phần nghìn giây, các nhà nghiên cứu viết trong nghiên cứu mới. Một số nguồn năng lượng bên ngoài phải đá xung với tốc độ quay của nó. Đó là lý do tại sao hầu hết các mili giây xuất hiện trong các hệ thống nhị phân. Các nhà thiên văn học tin rằng thông thường, một sao lùn trắng sụp đổ thành một ngôi sao neutron, sau đó tại một thời điểm nào đó, dòng bắt đầu hút một dòng vật chất ra khỏi cặp song sinh của nó. Năng lượng từ dòng vật chất đó tạo ra ngôi sao neutron quay nhanh hơn nhiều so với lúc mới sinh.
Mặc dù vậy, Redback và góa phụ đen không phù hợp với mô hình này. Thường là đối tác nặng hơn trong các hệ nhị phân nhỏ của chúng, bị khóa trong các quỹ đạo chặt chẽ, các tia X-quang cực mạnh của chúng bắn ra các bề mặt của ngôi sao đồng hành của chúng, đẩy ngôi sao thu nhỏ đó vào không gian và sau đó hút nó trở lại bằng trọng lực. Khối lượng và năng lượng di chuyển xung quanh các hệ thống này rất khác thường so với các hệ thống xung puli giây điển hình. Kết quả là, các nhà nghiên cứu đã viết, mô hình bình thường về cách các ngôi sao đồng hành tăng tốc các xung milli giây dường như không áp dụng.
Trong bài báo mới, xuất bản ngày 14 tháng 8 trên Tạp chí Vật lý thiên văn, một nhóm các nhà nghiên cứu đã tinh chỉnh mô hình đó. Bài báo của họ tính đến năng lượng từ tính mạnh mẽ của các ngôi sao neutron và cho thấy từ tính của một ngôi sao neutron có thể giam giữ tất cả các vật chất đã thổi bay ngôi sao đồng hành ở hai cực bắc và nam của sao neutron như thế nào. Điều đó thay đổi cơ chế cơ bản của tình huống, họ đã viết, và cho thấy rằng ngay cả đối tác nhỏ hơn trong các hệ thống dự phòng và nhiều hệ thống góa phụ đen có thể tăng tốc các xung đến tốc độ mili giây.
Tuy nhiên, lý thuyết từ tính này không thể giải thích tất cả các góa phụ đen mà chúng ta biết. Nhưng công trình này sẽ loại bỏ sự cần thiết của một số lý thuyết ấn tượng hơn - như nghiên cứu được công bố trên Tạp chí Vật lý thiên văn năm 2015, cho thấy có lẽ những loại sao neutron này chỉ đơn giản được sinh ra dưới dạng mili giây và không cần gia tốc.
