Language
Country/Area
No result found
Khám phá bí mật của sao xung mili giây: Tại sao chúng quay nhanh như vậy?
Sao xung mili giây (MSP) là sao xung có chu kỳ quay nhỏ hơn mười mili giây. Những ngôi sao này đã thu hút sự chú ý của các nhà thiên văn học với tốc độ quay đáng kinh ngạc của chúng. Chúng được phát hiện trong các phần vô tuyến, tia X và tia gamma của quang phổ điện từ. Người ta đưa ra giả thuyết rằng các sao xung mili giây hình thành bằng cách tích tụ vật chất từ một ngôi sao đồng hành trong hệ sao đôi, khiến các sao neutron già này quay nhanh hơn và do đó đôi khi được gọi là sao xung tái chế.
Nguồn gốc của Pulsar MillisecondNgười ta tin rằng các sao xung mili giây có liên quan đến các thiên hà đôi tia X khối lượng thấp và sự hình thành cũng như tiến hóa của chúng vẫn là chủ đề quan trọng trong nghiên cứu thiên văn học.
Các lý thuyết hiện tại thường tin rằng các sao xung mili giây có liên quan đến các hệ sao đôi tia X khối lượng thấp. Khi lớp ngoài của ngôi sao đồng hành trong các hệ thống này vượt quá giới hạn Roch, vật chất chảy vào đĩa bồi tụ của sao neutron, khiến sao xung quay. Tốc độ tăng lên đến vài trăm vòng mỗi giây. Có thể có bằng chứng cho thấy các mô hình tiến hóa tiêu chuẩn không thể giải thích được sự tiến hóa của tất cả các sao xung mili giây, đặc biệt là một số sao xung mili giây trẻ có từ trường cao hơn.
Ví dụ, PSR B1937+21 là một trường hợp đặc biệt và các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sao xung mili giây khác nhau có thể được hình thành bởi ít nhất hai quá trình khác nhau và bản chất của quá trình thứ hai vẫn còn là một bí ẩn. Hiện nay, người ta biết rằng có khoảng 130 sao xung quanh một phần nghìn giây được tìm thấy trong các cụm sao cầu, điều này phù hợp với giả thuyết về gia tốc quay trong quá trình hình thành của chúng, vì mật độ sao cao như vậy làm tăng khả năng sao xung tương tác với các ngôi sao đồng hành khổng lồ.
Giới hạn tốc độ quay của sao xung
Năm 1982, sao xung mili giây đầu tiên, PSR B1937+21, được phát hiện, quay với tốc độ khoảng 641 vòng/giây. Sao xung nhanh nhất được phát hiện cho đến nay là PSR J1748-2446ad, được phát hiện vào năm 2004 và quay với tốc độ 716 vòng/giây. Các mô hình hiện tại về cấu trúc và sự tiến hóa của sao neutron dự đoán rằng nếu tốc độ quay vượt quá 1500 vòng/giây, sao neutron sẽ vỡ ra, và khi tốc độ quay vượt quá 1000 vòng/giây, tổn thất năng lượng của nó sẽ vượt quá hiệu ứng tăng tốc của quá trình bồi tụ. .
Mặc dù các ứng cử viên như XTE J1739-285 cho thấy tỷ lệ quay vòng cực cao nhưng vẫn còn thiếu sự hỗ trợ thống kê chắc chắn.
Các quan sát đã chỉ ra rằng tốc độ quay của các quasar rất có thể bị ảnh hưởng bởi bức xạ hấp dẫn. Ví dụ, IGR J00291+5934 quay với tốc độ 599 vòng/giây và là một trong những ứng cử viên hàng đầu cho việc phát hiện sóng hấp dẫn trong tương lai. Pulsar mili giây, do đặc điểm thời gian chính xác cao của chúng, có thể được sử dụng như một công cụ nhạy cảm để phát hiện môi trường. Chúng có thể phát hiện các thiên thể nhỏ như tiểu hành tinh trong khu vực xung quanh và đo khối lượng của chúng.
Phát hiện sóng hấp dẫn và thời gian pulsar
Sự tồn tại của sóng hấp dẫn là một dự đoán quan trọng của thuyết tương đối rộng của Einstein. Những sóng này phát sinh từ chuyển động quy mô lớn của vật chất, gợn sóng trong vũ trụ sơ khai và động lực của chính không gian-thời gian. Là những chiếc đồng hồ có độ chính xác cao, các sao xung mili giây có tiềm năng ứng dụng phong phú trong cơ học thiên thể, địa chấn sao neutron và thiên văn học thiên hà.
Những đề xuất đầu tiên về việc sử dụng sao xung làm máy dò sóng hấp dẫn đã trở nên khả thi nhờ những tiến bộ công nghệ trong các thiết bị.
Vào cuối những năm 1970, Sazhin và Detweiler đã đề xuất ý tưởng sử dụng sao xung làm máy dò sóng hấp dẫn bằng cách tưởng tượng một cánh tay trong không gian giữa Trái Đất và sao xung ở xa. Với nghiên cứu của Foster và Backer năm 1990, phương pháp này đã được cải tiến hơn nữa, đặc biệt là để ứng dụng các sao xung mili giây có độ ổn định cao.
Triển vọng tương lai
Các kế hoạch trong tương lai có thể thăm dò sâu hơn nền sóng hấp dẫn bằng cách sử dụng các kỹ thuật tính thời gian chính xác từ sao xung. Vào năm 2023, NANOGrav đã công bố kết quả của 15 năm dữ liệu, sơ bộ cho thấy sự tồn tại của nền sóng hấp dẫn và đo đường cong Hellings-Downs lần đầu tiên. Kết quả này cung cấp bằng chứng thực nghiệm mạnh mẽ cho việc phát hiện sóng hấp dẫn.
Nghiên cứu về các sao xung mili giây không chỉ làm phong phú thêm hiểu biết của chúng ta về vũ trụ mà còn có thể tiết lộ nhiều bí ẩn chưa được giải đáp. Vậy, những thiên thể bí ẩn và quay nhanh này sẽ mang đến cho chúng ta những khám phá mới nào?
p>