Phát hiện ngôi sao neutron phát sóng radio sáng nhất ngoài Vịnh Lacte - nhờ vào một phương pháp mới độc đáo

Khi một ngôi sao phát nổ và chết trong một siêu tinh vân, nó mang theo một cuộc sống mới khác biệt.

Ngôi sao neutron là những vật thể quay cực kỳ nhanh còn lại sau khi các ngôi sao lớn đã dùng hết nhiên liệu của chúng. Chúng có mật độ cực kỳ cao, với khối lượng tương tự như Mặt Trời nhồi chật vào một khu vực có kích thước như Sydney.

Ngôi sao neutron phát sóng tia radio từ cực của chúng. Khi những tia này quét qua Trái Đất, chúng ta có thể phát hiện những xung nhanh chóng hàng trăm lần mỗi giây. Dựa vào kiến thức này, các nhà khoa học luôn tìm kiếm ngôi sao neutron mới trong và ngoài Dải Ngân Hà của chúng ta.

Trong nghiên cứu được công bố hôm nay trong Tạp chí Thiên văn, chúng tôi mô tả kết quả nghiên cứu về ngôi sao neutron phát sóng radio sáng nhất từng được phát hiện ngoài Dải Ngân Hà.

Ngôi sao neutron này, được đặt tên là PSR J0523-7125, nằm trong Đám Mây Magellanic Lớn - một trong những galaxi láng giềng gần nhất của chúng ta - và sáng hơn hẳn mười lần so với tất cả các ngôi sao neutron phát sóng radio khác ngoài Dải Ngân Hà. Có thể nó sáng hơn cả những ngôi sao neutron trong Dải Ngân Hà.

Một đối tượng đặc biệt xuất hiện trong dữ liệu ASKAP

Tia pulsar có thể được động cực tròn một cách nổi bật, điều này có nghĩa là trường điện của sóng ánh sáng quay theo chuyển động tròn khi sóng đi qua không gian.

Các tín hiệu có động cực tròn như vậy rất hiếm, thường chỉ được phát ra từ các đối tượng có trường từ mạnh, như pulsars hoặc các ngôi sao lùn.

Chúng tôi muốn xác định chính xác pulsars đặc biệt khó nhận diện bằng phương pháp truyền thống, vì vậy chúng tôi đã bắt đầu tìm kiếm chúng bằng cách cụ thể phát hiện tín hiệu có động cực tròn.

Mắt chúng ta không thể phân biệt giữa ánh sáng có động cực và ánh sáng không có động cực. Nhưng kính viễn vọng radio ASKAP, thuộc sở hữu và vận hành của cơ quan khoa học quốc gia Australia CSIRO, có cái tương đương của kính mát có động cực có thể nhận diện sự kiện có động cực tròn.

Khi xem dữ liệu từ cuộc khảo sát ASKAP Biến đổi và Hiện tượng Chậm (VAST) của chúng tôi, một sinh viên đại học phát hiện một đối tượng có động cực tròn gần trung tâm của Đám mây Magellanic Lớn. Hơn nữa, đối tượng này thay đổi độ sáng qua một số tháng: một đặc điểm rất đặc biệt làm cho nó trở nên duy nhất.

Những gì kính viễn vọng mới có thể làm

Việc phát hiện của PSR J0523-7125 chứng minh khả năng của chúng ta trong việc tìm ra pulsar “thất lạc” bằng phương pháp mới này.

Bằng cách kết hợp phương pháp này với khả năng của ASKAP và MeerKAT, chúng ta có thể khám phá ra các loại pulsar cực độ khác - và có thể thậm chí là các đối tượng không xác định khác mà khó giải thích.

Các pulsar cực độ là một trong những mảnh ghép còn thiếu trong bức tranh rộng lớn của dân số pulsar. Chúng ta cần tìm thêm chúng trước khi có thể hiểu rõ pulsar trong ngữ cảnh của vật lý hiện đại.

Phát hiện này chỉ là bắt đầu. ASKAP hiện đã hoàn thành các cuộc khảo sát thử nghiệm và dự kiến sẽ bắt đầu hoạt động đầy đủ vào cuối năm nay. Điều này sẽ mở đường cho nhiều phát hiện hơn, khi mạng lưới trạm quan sát toàn cầu SKA (square kilometer array) bắt đầu quan sát trong tương lai không xa.

Bài viết này của Yuanming Wang, Sinh viên Nghiên cứu Tiến sĩ, Đại học Sydney; David Kaplan, Giáo sư Vật lý, Đại học Wisconsin-Milwaukee, và Tara Murphy, Giáo sư, Đại học Sydney được tái xuất bản từ The Conversation dưới giấy phép Creative Commons. Đọc bài bản gốc.