Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một hiện tượng thiên văn mới trong vũ trụ, nhanh hơn, nặng hơn và sáng hơn ở bước sóng vô tuyến so với tiền thân bí ẩn của nó. Các nhà thiên văn học đã quan sát thấy một vụ nổ sáng trong một thiên hà nhỏ cách Trái đất 500 triệu năm ánh sáng, được nhóm nghiên cứu do Đại học Northwestern đứng đầu xác định là vụ nổ quang học màu xanh lam nhanh thứ ba (FBOT) từng được ghi nhận ở bước sóng vô tuyến và tia X. Một nhóm các vụ nổ vũ trụ có độ sáng cực cao, các tia quang học màu xanh lam đã từng khiến các nhà thiên văn học ngạc nhiên với các vụ nổ năng lượng nhanh chóng, mạnh mẽ và dữ dội của chúng.
Đúng như tên gọi của chúng, các tia sáng thoáng qua mờ dần nhanh như khi chúng xuất hiện, và có lẽ tia sáng quang học màu xanh lam nổi tiếng nhất là AT2018COW, một sự kiện hiếm gặp dường như là sự ra đời của một lỗ đen hoặc sao neutron. Nhưng tốc độ và mức độ mất khối lượng của luồng chảy này không là gì so với luồng quang học màu xanh mới được phát hiện, có tên là CRTS-CSS161010J045834-081803, hay gọi tắt là CSS161010. Trên thực tế, CSS161010 tạo ra một số dòng chảy nhanh nhất trong tự nhiên, giải phóng khí và các hạt với tốc độ nhanh hơn 55 phần trăm tốc độ ánh sáng.
Đây là dòng vật chất chảy ra cực kỳ nhanh và với khối lượng lớn nhất từng được ghi nhận. "Điều này thật bất ngờ", Deanne Coppejans đến từ Đại học Northwestern, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết. "Chúng ta biết có những vụ nổ năng lượng cao có thể phóng vật chất với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, đặc biệt là vụ nổ tia gamma, nhưng chúng chỉ phóng ra một lượng khối lượng nhỏ, khoảng một phần triệu khối lượng của mặt trời." CSS161010 đã phóng ra 1% đến 10% khối lượng Mặt Trời với tốc độ nhanh hơn một nửa tốc độ ánh sáng, do đó, bằng chứng cho thấy đây là một hiện tượng thoáng qua mới. Raffaella Margutti của Đại học Northwestern, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết:
Chúng ta biết nguyên nhân gây ra dòng chảy nhanh nhất trong tự nhiên và chỉ có hai cách để tạo ra chúng: sự sụp đổ của một ngôi sao lớn trong vụ nổ tia gamma hoặc sự hợp nhất của hai ngôi sao neutron. Thông qua nghiên cứu này, một cách thứ ba để thải ra các dòng khí này đã được giới thiệu. Theo nghiên cứu được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal, có một loài vật mới có khả năng tạo ra hiện tượng năng lượng tương tự. Margutti là phó giáo sư vật lý và thiên văn học tại Cao đẳng Nghệ thuật và Khoa học Weinberg của Đại học Northwestern và là thành viên của CIERA (Trung tâm Nghiên cứu và Khám phá Liên ngành về Vật lý thiên văn).
Vụ nổ siêu tân tinh kỳ lạ
Hiện tượng quang học màu xanh (FBOT) là vụ nổ vũ trụ đầu tiên được phát hiện ở bước sóng quang học, nóng đến mức phát sáng màu xanh. FBOT đạt độ sáng cực đại trong vòng vài ngày và sau đó phân rã nhanh chóng, nhanh hơn nhiều so với quá trình phát sinh và phân rã của siêu tân tinh thông thường. Mặc dù các nhà thiên văn học lần đầu phát hiện ra hiện tượng quang học màu xanh vào năm 2014, họ tin rằng những hiện tượng bất thường kỳ lạ này đã xuất hiện trên bầu trời đêm từ lâu hơn nhiều. Những thứ này có thể đã nằm trong kho lưu trữ hồ sơ thiên văn trong một thời gian dài mà không ai nhận ra rằng chúng có điều gì đặc biệt.
Các nhà thiên văn học đã nhìn thấy những hiện tượng không thể giải thích được ở các thiên hà khác, nhưng do không có thông tin nào vượt ra ngoài bước sóng quang học nên các nhà nghiên cứu không thể nghiên cứu sâu hơn và chỉ có thể gọi chúng là 'vụ nổ siêu tân tinh kỳ lạ'. Nhóm nghiên cứu đã kết hợp nhiều đài quan sát để thu thập thêm thông tin chi tiết về những vụ nổ bí ẩn này. CSS161010 được các nhà nghiên cứu độc lập phát hiện ở bước sóng quang học vào năm 2016 thông qua Khảo sát siêu tân tinh tự động toàn bầu trời và Khảo sát thời gian thực Catalina (ASAS-SN). Sau đó, một nhóm từ ASAS-SN đã tiếp cận nhóm nghiên cứu này để xem xét kỹ hơn bằng chuyên môn của họ về tia X và sóng vô tuyến.
Vì Northwestern có thể tiếp cận từ xa Đài quan sát Keck, nơi có kính viễn vọng quang học và hồng ngoại lớn nhất Hoa Kỳ, nên trường có thể quan sát trực tiếp hiện tượng này. Bước sóng quang học cho chúng ta biết rằng các hạt trong vụ nổ di chuyển chậm hơn, nhưng 'chậm' vẫn khoảng 10.000 km mỗi giây. Nếu bạn muốn nhìn thấy các hạt di chuyển nhanh hơn, bạn phải sử dụng tia X và sóng vô tuyến, sau đó kết hợp chúng lại với nhau để có được hình ảnh hoàn chỉnh hơn. Mặc dù các nhà vật lý thiên văn kết luận rằng CSS161010 chắc chắn là một tia quang học màu xanh lam, nhưng bản chất thực sự bên trong của nó có thể sẽ không bao giờ được biết đến.
Nó chỉ đơn giản là cháy lên rồi nhanh chóng biến mất, nhưng các nhà thiên văn học vẫn có thể đoán được. Nghiên cứu này tin rằng đây là một vụ nổ sao rất hiếm gặp. Mặc dù khả năng này khá nhỏ, CSS161010 có thể là một ngôi sao bị nuốt chửng bởi một hố đen cỡ trung bình. AT2018COW và CSS161010 có sự khác biệt lớn về tốc độ đẩy nhanh dòng vật chất chảy ra ngoài, nhưng chúng có một điểm chung: có một lỗ đen hoặc sao neutron bên trong, và đó chính là thành phần chính.
Bác Khắc Nguyên | Nghiên cứu/Từ: Đại học Northwestern
Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Astrophysics
Bài nghiên cứu DOI: 10.3847/2041-8213/ab8cc7
BoKeYuan｜Khoa học, công nghệ, nghiên cứu, khoa học phổ thông
Theo dõi [Bokeyuan] để xem thêm nhiều khoa học vũ trụ đẹp hơn
