Language
Country/Area
No result found
Tại sao các sao xung mili giây thường xuất hiện trong các cụm sao cầu? Mối liên hệ bí ẩn của chúng là gì?
Sao xung mili giây (MSP) là sao xung có chu kỳ nhỏ hơn mười mili giây và một trong những mối quan tâm chính là tại sao chúng thường được tìm thấy trong các cụm sao cầu. Môi trường dày đặc của các cụm sao này có thể liên quan đến quá trình hình thành các sao xung mili giây, đặt ra một vấn đề thiên văn thú vị và quan trọng.
Người ta thường cho rằng các sao xung mili giây đã tiến hóa từ các hệ sao đôi tia X có khối lượng thấp.
Thuyết truyền thống cho rằng sao xung mili giây là sao neutron già đã hấp thụ vật chất và tăng tốc độ. Trong hệ sao đôi như vậy, các lớp bên ngoài của ngôi sao đồng hành có thể chảy vào đĩa bồi tụ của sao neutron, điều này có thể làm tăng tốc độ quay của sao xung lên hàng trăm lần mỗi giây, đây chính xác là những gì chúng ta quan sát được. Đặc điểm của sao xung mili giây.
Tuy nhiên, với sự tiến bộ của công nghệ quan sát, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra rằng một mô hình tiến hóa duy nhất không thể giải thích được tất cả các sao xung mili giây. Đặc biệt đối với một số sao xung mili giây trẻ có cường độ từ trường tương đối cao, chẳng hạn như PSR B1937+21, trong những trường hợp này, các nhà nghiên cứu đề xuất ít nhất hai quá trình hình thành khác nhau. Cơ chế cụ thể của những quá trình này vẫn còn là một bí ẩn.
Hiện nay có khoảng 130 sao xung mili giây được biết là nằm trong các cụm sao cầu.
Nghiên cứu phát hiện ra rằng môi trường của các cụm sao cầu này đặc biệt dày đặc, điều đó có nghĩa là khả năng các sao xung bắt được các ngôi sao đồng hành hoặc tương tác với các ngôi sao khác tăng lên rất nhiều. Lấy Terzan 5 làm ví dụ, chứa 37 pulsar mili giây. Một cụm sao nổi tiếng khác, 47 Tucanae, cũng có 22 pulsar được phát hiện. Những pulsar sinh sôi nảy nở này cung cấp cho các nhà thiên văn học những cơ hội có giá trị để nghiên cứu sâu hơn.
Giới hạn tốc độ quay của sao xung
Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1982, sao xung mili giây PSR B1937+21 quay với tốc độ khoảng 641 lần mỗi giây, khiến nó trở thành sao xung nhanh thứ hai cho đến nay. PSR J1748-2446ad được phát hiện vào năm 2004 và quay 716 vòng mỗi giây, khiến nó trở thành sao xung nhanh nhất được biết đến.
Các mô hình hiện tại dự đoán rằng một sao xung sẽ sụp đổ khi nó quay nhanh hơn khoảng 1.500 lần mỗi giây.
Những hiện tượng này không chỉ thúc đẩy các nghiên cứu chuyên sâu về cấu trúc và sự tiến hóa của sao neutron mà còn khiến chúng ta phải suy nghĩ lại về mối quan hệ giữa tốc độ quay và sóng hấp dẫn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng các sao xung quay nhanh hơn 1.000 lần mỗi giây sẽ mất năng lượng do bức xạ hấp dẫn, và nhiều dự án quan sát hiện đang được tiến hành dự kiến sẽ làm sáng tỏ thêm triển vọng này.
Phát hiện sóng hấp dẫn bằng cách sử dụng sao xung
Sóng hấp dẫn là một dự đoán quan trọng của thuyết tương đối rộng của Einstein, phát sinh từ chuyển động trên quy mô lớn của vật chất và những biến động trong vũ trụ sơ khai. Các sao xung quay nhanh có đặc tính đồng hồ độc đáo khiến chúng trở thành ứng cử viên lý tưởng để nghiên cứu sóng hấp dẫn. Người ta cho rằng bằng cách theo dõi các tín hiệu phát ra từ sao xung, các nhà khoa học có thể phát hiện ra những biến động trong không-thời gian do sóng hấp dẫn gây ra.
Ý tưởng này có thể bắt nguồn từ cuối những năm 1970 và tiếp tục phát triển theo thời gian.
Với sự ra đời của các hệ thống thu thập dữ liệu kỹ thuật số và việc sử dụng các kính viễn vọng vô tuyến mới, nhiều kỹ thuật hiệu chuẩn và phân tích khác nhau đã trở nên hoàn thiện hơn và độ nhạy của các sao xung như máy dò sóng hấp dẫn đã được cải thiện nhiều lần. Mỗi dữ liệu được công bố từ dự án NANOGrav, bắt đầu vào năm 2013, đều cho thấy giới hạn chính xác hơn về nền sóng hấp dẫn. Đặc biệt vào năm 2023, dữ liệu mới công bố đã cho thấy bằng chứng đầu tiên về nền sóng hấp dẫn, một lần nữa mang đến những khám phá mới mẻ cho cộng đồng thiên văn học.
Những đặc điểm đặc biệt của các pulsar mili giây khiến chúng trở thành cửa sổ để hiểu vũ trụ. Chúng không chỉ có thể phát hiện sóng hấp dẫn mà còn cung cấp dữ liệu vô giá cho việc nghiên cứu quá trình tiến hóa của sao, các ngoại hành tinh, trường hấp dẫn, v.v. Phát hiện ban đầu về các hành tinh xung quanh sao xung khiến con người suy nghĩ nhiều hơn về khả năng tồn tại sự sống trong vũ trụ. Và khi hiểu biết của chúng ta về chúng ngày càng sâu sắc hơn, liệu có còn những bí ẩn chưa biết nào khác của vũ trụ đang chờ chúng ta khám phá không?
