Sử dụng Thiết bị thăm dò đo phân cực tia X (IXPE), nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã tiến hành các quan sát phân cực tia X của một ẩn tinh tia X đang bồi tụ có tên gọi là Vela X-1. Kết quả của chiến dịch quan sát này được trình bày vào ngày 3 tháng 3 vừa qua trên arXiv, cung cấp những hiểu biết quan trọng về tính chất của bức xạ tia X từ ẩn tinh này.

Các nhị phân tia X bao gồm một ngôi sao bình thường hoặc một sao lùn trắng truyền khối lượng lên một ngôi sao neutron nhỏ hoặc một lỗ đen. Dựa trên khối lượng của ngôi sao đồng hành, các nhà thiên văn học chia chúng thành các nhị phân tia X khối lượng thấp (LMXBs) và các nhị phân tia X khối lượng cao (HMXBs).

Ở khoảng cách khoảng 6.500 năm ánh sáng so với Trái đất, Vela X-1 là một hệ nhị phân tia X khối lượng cao (HMXB) đang dần biến mất, bao gồm một ngôi sao neutron đang bồi tụ và “người bạn đồng hành” siêu khổng lồ HD 77581 trong quỹ đạo nhỏ 9 ngày. HD 77581 phóng ra một cơn gió sao mạnh mẽ (là quá trình ngôi sao đánh mất vật chất của nó trong mọi giai đoạn của tiến hóa sao) gây ra một cú sốc khi nó tương tác với môi trường liên sao (interstellar medium). Điều này làm cho Vela X-1 trở thành một trong hai HMXB duy nhất được biết đến trải qua cú sốc.

Gần đây, một nhóm các nhà thiên văn học do Sofia Forsblom của Đại học Turku ở Phần Lan dẫn đầu đã nghiên cứu Vela X-1 bằng IXPE, với hy vọng làm sáng tỏ thêm bản chất của ẩn tinh này.

"Trong bài báo này, chúng tôi trình bày kết quả quan sát đo phân cực tia X của Vela X-1 bằng IXPE đầu tiên được thực hiện vào hai dịp riêng biệt trong năm 2022”, các nhà nghiên cứu viết.

Trước hết, nhóm đã đo thời gian quay của Vela X-1 bằng kỹ thuật kết nối pha, kết quả là khoảng 283,4 giây. Tỷ lệ xung trong dải năng lượng 2-8 keV được xác định là 53,3% cho lần quan sát đầu tiên và 48,1% cho lần quan sát thứ hai.

Sau đó, họ nhận thấy rằng, trong lần quan sát toàn bộ dải năng lượng IXPE (2-8 keV), mức độ phân cực trung bình (PD) và góc phân cực (PA) lần lượt ở mức khoảng 3,9% và -51,5 độ. Đối với lần quan sát thứ hai, PD và PA trung bình được đo lần lượt là 3,7% và -48,9 độ. Ngoài ra, một phân tích đo phổ phân cực của dữ liệu lấy trung bình theo pha cho Vela X-1 cho thấy PD là 2,3% và PA là -47,3 độ.

Các nhà thiên văn kết luận rằng mức độ phân cực thấp như vậy phù hợp với kết quả thu được đối với các ẩn tinh tia X đã biết khác. Họ cho rằng giá trị PD thu được có thể là do cấu trúc nhiệt độ nghịch đảo của bầu khí quyển sao neutron. Tuy nhiên, họ nói thêm rằng PD thấp cũng có thể là kết quả của sự biến đổi mạnh mẽ của PD và PA theo năng lượng, hoặc sự biến đổi mạnh mẽ của PA theo pha của ẩn tinh.

Các tác giả của nghiên cứu lưu ý rằng cần có các nghiên cứu sâu hơn về Vela X-1 để đưa ra kết luận cuối cùng.

Các nhà khoa học cũng cho biết: “Một phân tích đầy đủ và chi tiết về sự phụ thuộc năng lượng phức tạp của các đặc tính phân cực của Vela X-1 nằm ngoài phạm vi của nghiên cứu này và là chủ đề của công việc mở rộng hơn trong tương lai”.

P.T.T (NASATI), theo https://phys.org/news/2023-03-x-ray-vela-x-.html, 13/3/2023