Phát hiện chớp gamma mạnh nhất, cách Trái Đất 2,4 tỷ năm ánh sáng

Chớp gamma mới phát hiện mang tên GRB221009A là trường hợp mạnh nhất từng được quan sát, giải phóng 18 teraelectronvolt năng lượng. Các nhà khoa học vẫn đang phân tích kết quả đo, nhưng nếu phát hiện được xác nhận, đây sẽ là chớp gamma đầu tiên mang năng lượng hơn 10 teraelectronvolt. GRB221009A đến từ hướng chòm sao Sagitta và có thể quan sát bằng kính viễn vọng trong hơn 10 giờ, nằm trong số những chớp gamma dài nhất từng được ghi nhận.

Trong thiên văn tia gamma, chớp tia gamma hay bùng phát tia gamma (GRB) là những vụ nổ có năng lượng cực lớn được phát hiện xảy ra ở các thiên hà rất xa. Chúng là các sự kiện phát ra bức xạ điện từ sáng nhất được biết đến trong vũ trụ. Chớp diễn ra trong khoảng từ vài mili giây cho đến vài giờ. Sau khi bùng phát các tia gamma xảy ra đầu tiên, "bức xạ muộn" ("afterglow") thường phát ra ở các bước sóng dài hơn (tia X, tử ngoại, ánh sáng khả kiến, hồng ngoại, vi ba và sóng vô tuyến).

Phần lớn các sự kiện GRB quan sát được phát ra trong quá trình một vụ nổ siêu tân tinh hoặc hypernova khi một ngôi sao khối lượng lớn quay nhanh quanh trục sụp đổ dưới ảnh hưởng của trọng lực hình thành lên một sao neutron, sao quark, hoặc lỗ đen. Loại GRB ngắn (chớp xảy ra trong thời gian rất ngắn) dường như lại có nguồn gốc từ một quá trình khác: đó là sự va chạm và sáp nhập của hai sao neutron.

Lý do quan sát được một vài chớp xảy ra trước khi phát hiện các chớp tia gamma ngắn có thể chúng hình thành từ sự va chạm trước tiên của lớp vỏ của hai sao neutron do tác động mạnh của lực thủy triều vài giây trước khi hai lõi va chạm mạnh với nhau, khiến cho toàn bộ lớp vỏ của hai sao neutron vỡ vụn hoàn toàn.

Nguồn phát GRB nằm cách xa Trái Đất hàng tỷ năm ánh sáng, hàm ý rằng các vụ nổ tỏa ra năng lượng cực kỳ lớn (một chớp gamma điển hình giải phóng năng lượng trong vài giây bằng tổng năng lượng của Mặt Trời phát ra trong 10 tỷ năm tồn tại của nó) và rất hiếm (chỉ vài chớp trong một thiên hà trong 1 triệu năm).

Mọi GRB quan sát được đều có nguồn gốc bên ngoài Ngân Hà, cho dù một lớp hiện tượng khác có liên quan, đó là lóe tia gamma mềm lặp lại (soft gamma repeater flares), được cho phát ra từ các sao từ bên trong Ngân Hà. Có giả thuyết cho rằng nếu một bùng phát tia gamma xảy ra trong Ngân Hà, và hướng thẳng về Trái Đất, nó có thể gây ra một sự kiện tuyệt chủng lớn.

Chớp tia gamma được phát hiện lần đầu tiên vào năm 1967 bởi các vệ tinh quân sự Vela, với mục đích thiết kế nhằm phát hiện các vụ thử nghiệm vũ khí hạt nhân trong bầu khí quyển. Sau phát hiện này, hàng trăm mô hình lý thuyết được đề xuất nhằm giải thích các bùng phát này, như sự va chạm của sao chổi và sao neutron.

Đầu tiên, độ mạnh của GRB221009A khiến những nhà thiên văn học bối rối. Họ cho rằng nó phải được tạo ra bởi một nguồn tương đối gần. Ban đầu, họ cũng cho rằng năng lượng đến dưới dạng tia X thay vì tia gamma. Phân tích sau đó về tín hiệu xác nhận trên thực tế đó là chớp gamma đến từ một nguồn cách 2,4 tỷ năm ánh sáng. Dù không quá gần, chớp gamma này vẫn là trường hợp gần nhất từng được quan sát.

Dù nằm ở khoảng cách an toàn với Trái đất, chớp gamma có thể gây ra thảm họa nếu ở gần hơn. Trong phạm vi vài nghìn năm ánh sáng từ Trái đất, chớp gamma như vậy có thể khiến hành tinh mất đi tầng ozone bảo vệ và gây tuyệt chủng hàng loạt. Giới nghiên cứu cho rằng một trong những sự kiện tuyệt chủng lớn nhất trong lịch sử Trái đất ở kỷ Ordovic xảy ra cách đây 450 triệu năm có thể do chớp gamma gây ra, theo NASA.

Dù GRB221009A ở gần Trái đất hơn 20 lần chớp gamma thông thường, nó không gây lo ngại cho các nhà thiên văn.

"Sự kiện này ở rất gần và mang năng lượng cao, có nghĩa ánh sáng vô tuyến, quang học, tia X và tia gamma mà nó tạo ra cực kỳ sáng và dễ quan sát. Vì vậy, chúng tôi có thể nghiên cứu chớp gamma này với nhiều kính viễn vọng lớn và nhỏ trên khắp thế giới, thu thập bộ dữ liệu đầy đủ khi nó lóe sáng và mờ dần đi sau đó", Gemma Anderson, nhà thiên văn học ở Đại học Curtin, Australia, cho biết.

Theo các nhà nghiên cứu, GRB221009A dường như là một chớp gamma dài nhưng họ không rõ nguyên nhân dẫn tới sự ra đời của nó. Nhiều kính viễn vọng trên mặt đất và trong quỹ đạo Trái đất đang hướng về thiên hà mà chớp gamma xuất hiện. Những thiết bị này sẽ tìm cách quan sát ánh sáng tạo bởi vụ nổ ở nhiều bước sóng hết mức có thể để xác định nguồn gốc của nó.

Xem thêm video: Trung Quốc phát trực tuyến lớp học đầu tiên từ vũ trụ (Nguồn: VTV24).

Thiên Trang (TH)