Ấn tượng của Nghệ sĩ chuyển động chậm về tín hiệu từ PSR J0901–4046 được hiển thị bằng màu đỏ tươi. Màu xanh lam là tín hiệu từ các xung khác, nhanh hơn. (Được phép: Danielle Futselaar/artsource.nl)” width=”635″ Height=”357″>
Theo một nhóm các nhà khoa học quốc tế, một tín hiệu vô tuyến xung động bất thường xuất hiện từ một "nghĩa địa sao" có thể là bằng chứng cho một lớp sao neutron mới, theo một nhóm các nhà khoa học quốc tế. Tín hiệu pulsar đến từ một ngôi sao neutron 53 triệu năm tuổi quay một lần sau mỗi 76 s - khiến đây trở thành ngôi sao neutron quay chậm nhất từng được quan sát. Ngôi sao đã được ký hiệu là PSR J0901-4046 và được tìm thấy bởi MeerKAT kính viễn vọng vô tuyến ở Nam Phi.
Sao neutron là một vật thể có khối lượng tương tự như Mặt trời, nhưng đã bị lực hấp dẫn bóp méo thành đường kính khoảng 20 km. Động lượng góc được bảo toàn khi ngôi sao bị nén, có nghĩa là vận tốc quay của ngôi sao tăng lên - giống như cách một vận động viên trượt băng nghệ thuật xoay tròn tăng tốc khi cô ấy kéo cánh tay của mình vào.
Sao neutron quay được biết đến là nơi phát các chùm sóng vô tuyến xuất hiện dưới dạng xung tới những người quan sát trên Trái đất. Quá trình phát xạ vô tuyến được thúc đẩy bởi sự quay của ngôi sao và sự chuyển giao năng lượng này cuối cùng làm chậm quá trình quay đến điểm mà sự phát xạ dự kiến sẽ dừng lại.
Nhịp đập không mong muốn
“Điều đáng ngạc nhiên về khám phá này là nó nằm trong nghĩa địa sao neutron. Điều đó làm cho nó trở nên đặc biệt, ”giải thích Manisha Caleb tại Đại học Sydney, người đứng đầu nghiên cứu về dự án. “Chúng tôi không mong đợi bất kỳ xung vô tuyến nào trong khu vực này. Khám phá này đã mở ra cả một vùng chưa được khám phá mà trước đây chúng ta chưa tìm kiếm các ngôi sao neutron ”.
“Đây là ngôi sao neutron chậm nhất được biết đến,” Caleb, tác giả chính của bài báo trong Thiên văn học Thiên văn mô tả khám phá. “Thực tế là nó phát ra sóng vô tuyến thách thức việc chúng ta hiểu rõ về tuổi của các ngôi sao neutron như thế nào”.
Ngôi sao neutron chậm nhất được phát hiện trước đây có chu kỳ 23.5 s, có nghĩa là phát hiện mới này chậm hơn khoảng ba lần. PSR J0901–4046 dường như có ít nhất bảy loại xung khác nhau, một số có chu kỳ mạnh. Sự đa dạng của các loại xung này là điều mà các nhà nghiên cứu cho biết chưa từng thấy trước đây.
Xung theo chu kỳ
“Không có ngôi sao neutron nào khác cho thấy sự đa dạng này. Loại xung 'bán chu kỳ' có thể là do các dao động địa chấn hoặc dao động của sao neutron - có thể là manh mối quan trọng đối với cơ chế phát xạ tạo ra các vụ nổ này, "Caleb nói. “Đây là sự khởi đầu của một lớp sao neutron mới. Làm thế nào hoặc liệu nó có liên quan đến các lớp khác hay không vẫn chưa được khám phá. "
Caleb, trước đây của Đại học Manchester, giải thích rằng quan sát liên quan đến nhiều hơn một chút may mắn. “Thực tế là nguồn chỉ 'bật' trong khoảng 0.5% chu kỳ quay có nghĩa là chúng ta đã rất may mắn khi chùm tia này đã giao nhau với Trái đất," cô nói. "Chúng ta có thể đang bỏ lỡ toàn bộ quần thể của những vật thể mà chúng ta không biết thậm chí còn tồn tại cho đến bây giờ."
“Nhũ tương là các sao neutron với các chùm bức xạ xuất hiện từ các cực từ trường của chúng quét qua trái đất khi chúng quay, cho phép các nhà thiên văn phát hiện chúng như một chuỗi các xung đều đặn,” đồng tác giả của Thiên văn học Thiên văn giấy và nhà vật lý thiên văn của Đại học Oxford, Ian Heywood, kể lại Thế giới Vật lý. “Chúng ta có thể sử dụng kính thiên văn vô tuyến để xác định thời gian quay của các sao neutron như vậy với độ chính xác cực cao, tạo ra các sao xung là nguồn tài nguyên vô cùng may mắn để thử nghiệm nhiều khía cạnh của vật lý thiên văn và vật lý cơ bản.”
May mắn và cơ bản
Heywood cho biết thêm rằng hai trong số những điều cơ bản mà các nhà nghiên cứu có thể quan sát về sao neutron là tốc độ quay của chúng và tốc độ quay chậm lại.
Ông nói: “Các lý thuyết về sao neutron dự đoán rằng đối với một số sự kết hợp của hai giá trị này, phát xạ vô tuyến sẽ tắt và các chùm tia sẽ biến mất. “Thực tế là chúng ta thấy sự phát xạ vô tuyến từ vật thể này với chu kỳ quay dài như vậy thách thức một số lý thuyết này.”
Heywood chỉ ra rằng các giá trị của tốc độ quay và làm chậm của PSR J0901–4046 - về mặt kỹ thuật được gọi là không gian tham số của nó - đánh dấu nó là một cái gì đó mới.
Trục trặc Pulsar cho thấy các lớp siêu lỏng nằm trong sao neutron
Heywood giải thích: “Các lớp sao neutron phát xung khác nhau chiếm những vùng khá khác biệt của không gian tham số, và khám phá này đang thúc đẩy những vùng không chứa bất kỳ lớp sao neutron nào đã biết,” Heywood giải thích. “Có lẽ nó không phải là một lớp sao neutron mới, nhưng hiểu biết của chúng ta về dân số hiện tại chưa đầy đủ. Dù bằng cách nào, khám phá này đặt câu hỏi về sự hiểu biết của chúng tôi về loại vật thể này ”.
Các nhà nghiên cứu nói rằng bằng cách khai thác đầy đủ dữ liệu từ MeerKAT và bằng cách kết hợp các kỹ thuật quan sát của các dự án MeerTRAP và ThunderKAT của kính thiên văn, họ hy vọng sẽ tìm kiếm được nhiều vật thể hơn như PSR J0901–4046.
Caleb kết luận: “Việc tìm kiếm thêm những ngôi sao neutron này có thể chứng tỏ sự quan trọng đối với sự hiểu biết của chúng ta về quần thể sao neutron trong thiên hà,” Caleb kết luận.
