Language
Country/Area
No result found
Từ các ngôi sao đến sao xung: Điều gì làm cho sự hình thành của sao xung mili giây trở nên tuyệt vời đến vậy?
Pulsar mili giây (MSP) là các pulsar có chu kỳ quay dưới khoảng 10 mili giây. Những vật thể này đã được phát hiện trong phổ điện từ ở tia vô tuyến, tia X và tia gamma. Các nhà khoa học tin rằng sự hình thành các xung mili giây có liên quan đến sự chuyển khối lượng của các sao đồng hành. Người ta thường tin rằng chúng là những sao neutron cũ, quay nhanh và được "tái chế" hoặc tăng tốc bằng cách tích tụ vật chất từ sao đồng hành trong một sao đôi gần. hệ thống. Do đó, xung mili giây đôi khi được gọi là xung tái chế.
Nguồn gốc của xung mili giây có liên quan đến các hệ sao đôi tia X có khối lượng thấp, trong đó tia X được phát ra từ đĩa bồi tụ của sao neutron.
Theo nghiên cứu hiện tại, quá trình hình thành các xung mili giây có thể đã trải qua ít nhất hai cơ chế tiến hóa khác nhau. Những cơ chế này có thể giải thích tại sao một số xung mili giây trẻ có từ trường tương đối cao, chẳng hạn như PSR B1937+21. Theo nghiên cứu của Bülent Kiziltan và S. E. Thorsett (UCSC), phát hiện mới này ngụ ý rằng các mô hình tiến hóa truyền thống không đủ để giải thích sự phát triển của tất cả các xung mili giây. Đáng chú ý, nhiều sao xung mili giây tập trung trong các cụm hình cầu, phù hợp với giả thuyết gia tốc quay trong quá trình hình thành của chúng, vì mật độ sao cao của các cụm này làm tăng cơ hội bắt giữ một ngôi sao đồng hành lớn của sao xung.
Khoảng 130 ẩn tinh mili giây hiện được biết là nằm trong các cụm sao cầu, bao gồm 37 trong Terzan 5, 22 trong 47 Tucanae và 8 trong mỗi M28 và M15.
Giới hạn tốc độ quay của sao xung
Năm 1982, PSR B1937+21 trở thành ẩn tinh mili giây đầu tiên được phát hiện với tốc độ quay khoảng 641 lần mỗi giây và nó vẫn là sao xung mili giây nhanh thứ hai được biết đến. Sao xung quay nhanh nhất được biết đến vào năm 2023, PSR J1748-2446ad quay với tốc độ 716 lần mỗi giây. Các mô hình cấu trúc và tiến hóa sao neutron hiện nay dự đoán rằng nếu các xung đạt tốc độ quay khoảng 1.500 vòng/phút hoặc cao hơn, chúng có thể vỡ ra và ở tốc độ trên 1.000 vòng/phút, chúng sẽ mất năng lượng nhanh hơn tốc độ hấp thụ của quá trình tích hợp. .
Năm 2007, dữ liệu từ Máy dò thời gian tia X Rossi và tàu vũ trụ INTEGRAL đã phát hiện ra một ngôi sao neutron có tên XTE J1739-285 có tốc độ quay 1122 Hz. Tuy nhiên, kết quả này không có ý nghĩa thống kê.
Bị ảnh hưởng bởi bức xạ hấp dẫn, tốc độ quay của sao xung tính bằng mili giây có thể chậm lại. Một trong những ẩn tinh tia X, IGR J00291+5934, với tốc độ quay 599 vòng/giây, có thể trở thành ứng cử viên sáng giá cho việc phát hiện sóng hấp dẫn trong tương lai.
Phát hiện sóng trọng lực bằng xung
Sóng hấp dẫn là một dự đoán quan trọng của thuyết tương đối rộng của Einstein, bắt nguồn từ sự chuyển động của một lượng lớn vật chất và những biến động trong vũ trụ sơ khai. Sao xung là một sao neutron quay nhanh, có từ tính cao, thường hình thành sau vụ nổ siêu tân tinh. Do tính ổn định của chúng, các pulsar có thể được sử dụng để phát hiện sóng hấp dẫn, một ý tưởng được Sazhin và Detweiler đề xuất lần đầu tiên vào những năm 1970.
Pulsar được coi là đồng hồ tham chiếu gửi tín hiệu tính thời gian ở một đầu trong khi người quan sát ở trên Trái đất.
Khi sóng hấp dẫn truyền qua, chúng sẽ gây ra sự nhiễu loạn trong không gian-thời gian cục bộ, từ đó ảnh hưởng đến tần số quay quan sát được của sao xung. Năm 1983, Hellings và Downs mở rộng khái niệm này bằng cách đề xuất rằng một mạng lưới toàn diện các ẩn tinh có thể phát hiện ra nền sóng hấp dẫn biến đổi theo thời gian. Vào đầu những năm 1980, với việc phát hiện ra xung mili giây đầu tiên, Foster và Backer đã cải tiến độ nhạy của việc phát hiện sóng hấp dẫn.
Trong những năm tiếp theo, với sự tiến bộ của hệ thống thu thập dữ liệu kỹ thuật số và việc phát hiện thêm nhiều sao xung mili giây mới, độ nhạy của việc phát hiện sóng hấp dẫn tiếp tục tăng. Vào tháng 6 năm 2023, NANOGrav đã công bố dữ liệu của 15 năm và cung cấp bằng chứng đầu tiên về nền sóng hấp dẫn. Đường cong Hellings-Downs của những quan sát này là dấu hiệu rõ ràng về nguồn gốc của sóng hấp dẫn.
Sự hình thành của các xung mili giây và hành trình khám phá vũ trụ của chúng không chỉ tiết lộ sự tiến hóa của vũ trụ mà còn buộc chúng ta phải suy nghĩ về việc có bao nhiêu quá trình chưa biết đang chờ chúng ta khám phá và tìm hiểu trong biển sao rộng lớn này ?
