Phát hiện hành tinh quay nhanh nhất trong vũ trụ, chỉ mất 0,0014 giây để quay một vòng!

PSR J1748−2446ad hiện là thiên thể quay nhanh nhất trong vũ trụ được biết đến. Tốc độ quay theo đường thẳng tại xích đạo bằng khoảng 24% tốc độ ánh sáng, hay 70.000 km mỗi giây. Hành tinh này chỉ mất 0,0014 giây để thực hiện một vòng quay, tức là nó có thể quay 716 lần trong một giây tương đương với khoảng 42.000 lần trong một phút. Trong khi đó Trái Đất có tốc độ quay chậm hơn nó rất nhiều, hành tinh của chúng ta mất khoảng 24 giờ để thực hiện một vòng quay.

PSR J1748−2446ad là một sao xung quay nhanh nhất được biết đến, ở tần số 716 Hz hoặc 716 lần mỗi giây. Sao xung này được phát hiện bởi Jason W. T. Hessels của Đại học McGill vào ngày 10 tháng 11 năm 2004 và được xác nhận vào ngày 8 tháng 1 năm 2005.

PSR J1748−2446ad là một sao neutron quay tốc độ cao, còn được gọi là sao xung, nó thường xuyên phát ra tín hiệu vô tuyến, và từng được cho là tín hiệu từ một nền văn minh ngoài hành tinh trong một thời gian trước đây.

Sở dĩ nó quay nhanh như vậy là do nó được hình thành do sự sụp đổ của vật chất trong lõi của một ngôi sao lớn sau một vụ nổ siêu tân tinh. Do bảo toàn momen động lượng, quá trình co lại này sẽ làm cho tốc độ quay của sao neutron tăng cao một cách không tưởng.

Nghiên cứu cho rằng ngôi sao neutron quay nhanh nhất trong vũ trụ có thể quay với tốc độ 1.200 vòng mỗi giây, nhưng đó chỉ là trên lý thuyết và chưa quan sát thấy ngôi sao neutron nào có tốc độ quay nhanh như vậy. Vì tốc độ quay của tuyến tính không thể vượt quá tốc độ ánh sáng, do đó tốc độ quay nhanh nhất trên lý thuyết của một ngôi sao neutron có đường kính 30 km không thể vượt quá 3.180 vòng mỗi giây.

PSR J1748–2446ad là một ngôi sao có bề mặt không chỉ rắn mà còn cứng hơn cả kim cương. Mật độ của nó lớn hơn 50 nghìn tỷ lần so với chì. Từ trường của nó mãnh liệt hơn gấp nghìn tỷ lần so với Mặt trời của chúng ta.

Theo báo cáo, PSR J1748−2446ad cách trái đất khoảng 18.000 năm ánh sáng, đường kính của ngôi sao này chỉ khoảng 30 km tuy nhiên nó lại có khối lượng gấp đôi Mặt Trời của chúng ta.

Khối lượng của khoảng hai Mặt Trời tập trung vào một khối có đường kính khoảng 30 km, điều này không chỉ có nghĩa là mật độ vật chất của PSR J1748−2446ad cực kỳ cao, đạt 100 triệu tấn trên một cm khối, mà còn có nghĩa là trọng lực bề mặt của nó là cực lớn, môi trường cực hấp dẫn này làm cho bề mặt của nó rất phẳng. Nếu có một “ngọn núi” trên sao neutron, thì “ngọn núi” này hoặc chỗ phình ra này cao chưa đến một milimét.

PSR J1748−2446ad nằm trong một cụm hình cầu trong số các ngôi sao được gọi là Terzan 5, nằm cách nhau khoảng 18.000 năm ánh sáng từ Trái Đất trong chòm sao Nhân mã. Nó là một phần của hệ thống nhị phân và trải qua nguyệt thực thường xuyên với cường độ nhật thực khoảng 40%.

Lý do tại sao các vật thể có tốc độ quay lớn như vậy không bị tan rã chính là vì những vật chất đó bị liên kết bởi một trường hấp dẫn mạnh. Nếu Trái Đất có tốc độ quay quá nhanh, nó chắc chắn đã bị tách thành bốn hay năm phần từ lâu rồi.

Các quan sát cho thấy PSR J1748−2446ad nằm trong một hệ sao đôi, và ngôi sao đồng hành của nó có khả năng là một ngôi sao khối lượng nhỏ hơn nhiều so với Mặt Trời nhưng với bán kính gấp 5-6 làn Mặt Trời và đang bị ngôi sao neutron này dần nuốt chửng. Nếu một ngôi sao khối lượng lớn bị nuốt chửng bởi ngôi sao neutron, và khi khối lượng tăng lên, lực hấp dẫn tăng lên, thì ngôi sao neutron có thể tiếp tục tiến hóa thành một lỗ đen.

Sao xung là sao neutron quay nhanh và phát ra bức xạ cường độ cao, trong khi sao từ lại là tàn tích của sao có từ trường cực mạnh. Tất cả các loại sao neutron đều hình thành khi các ngôi sao có khối lượng lớn kết thúc vòng đời và hết nhiên liệu cho phản ứng tổng hợp hạt nhân, theo đó ngôi sao ban đầu không còn có thể tự chống lại sự sụp đổ của lực hấp dẫn. Điều này dẫn đến một vụ nổ siêu tân tinh lớn, để lại tàn dư vũ trụ – một ngôi sao neutron có mật độ dày đặc đến mức một muỗng cà phê vật chất cấu thành của nó sẽ nặng khoảng 3,9 nghìn tỷ kg.

Sao xung lần đầu tiên được Jocelyn Bell Burnell và Antony Hewish của Đại học Cambridge phát hiện năm 1967 qua bức xạ sóng vô tuyến, về sau còn có các sao xung tia X và tia gamma được khám phá. Nhờ thành công này Antony Hewish được tặng giải Nobel vào năm 1974. Họ thu được những sóng radio đặc biệt, bao gồm những dao động đồng dạng có chu kỳ đều từ vài phần nghìn đến vài giây. 

Giả thiết đầu tiên họ đặt ra là những sóng này đến từ những nền văn minh ngoài Trái Đất. Ngày nay giới khoa học thiên về công nhận giả thiết giải thích sự đều đặn của sóng radio là do được phát ra từ một ngôi sao nhiễm từ rất bé và quay rất nhanh. Để một ngôi sao có thể quay nhanh đến như thế mà không bị lực ly tâm làm tan rã, nó phải rất đặc mà đó là tính chất đặc trưng của sao neutron.

Sao xung là một ngôi sao neutron ở xa, quay nhanh và phát ra chùm bức xạ điện từ ở một khoảng nhất định, giống như một chùm ánh sáng hải đăng đang quay và quét qua đường bờ biển. Mặc dù sao xung đầu tiên được phát hiện vào năm 1967, nhưng các nhà khoa học từ lâu vẫn thắc mắc tại sao những ngôi sao này có thể phát ra xung và nguyên nhân khiến sao xung ngừng phát ra xung một cách không liên tục.