Phát hiện vụ nổ vũ trụ giải phóng năng lượng bằng một tỷ Mặt trời

Hình ảnh mô phỏng vụ nổ tia gamma cho thấy các luồng tia hẹp, năng lượng cao. Nguồn: NASA

Theo trang The Conversation, các vụ nổ vũ trụ cực mạnh có thể gây ra những hiện tượng cực kỳ hiếm và kỳ lạ, nhưng đôi khi, những vụ nổ này lại không để lại dấu vết rõ ràng. Mới đây, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một vụ nổ vũ trụ khổng lồ, giải phóng năng lượng tương đương với một tỷ Mặt trời, nhưng điều đặc biệt là nó không thể quan sát được bằng mắt thường. Thay vào đó, vụ nổ này chỉ để lại một "vệt ánh sáng mờ" vô tuyến kéo dài, cho thấy sự tồn tại của những vụ nổ gamma-ray mà chúng ta chưa từng biết đến.

Trong nghiên cứu mới nhất được công bố trên tạp chí The Astrophysical, nhóm nghiên cứu đã phát hiện ra một ví dụ rõ ràng của một vụ nổ gamma-ray chưa từng được nhìn thấy trước đó, thông qua tín hiệu vô tuyến mà nó để lại. Đây là một phát hiện cực kỳ quan trọng, vì nó mở ra cơ hội khám phá các hiện tượng vũ trụ cực đoan mà chúng ta chưa thể quan sát trực tiếp.

Những vụ nổ vũ trụ khó nhìn thấy

Vụ nổ gamma-ray (GRB) là một trong những hiện tượng năng lượng mạnh mẽ nhất trong vũ trụ. Khi các ngôi sao lớn chết đi và chuyển thành các lỗ đen, chúng có thể phát ra một vụ nổ gamma-ray cực kỳ mạnh, giải phóng năng lượng tương đương với toàn bộ năng lượng mà Mặt Trời sẽ phát ra trong suốt vòng đời của nó. Tuy nhiên, không phải vụ nổ nào cũng phát ra tia gamma theo hướng Trái Đất. Một số vụ nổ có tia phóng hướng đi nơi khác, khiến vụ nổ ban đầu không thể quan sát được, và chỉ có thể nhìn thấy ánh sáng mờ dần của vụ nổ, hay còn gọi là orphan afterglow (vệt ánh sáng mờ).

Các vệt ánh sáng mờ này đã được các nhà thiên văn học dự đoán từ lâu, nhưng việc phát hiện ra chúng lại cực kỳ khó khăn. Khi không có tia gamma để thông báo trước về sự xuất hiện của vụ nổ, các nhà thiên văn học phải tìm kiếm trên hàng nghìn độ thiên hà, và chỉ có thể phát hiện ra vụ nổ này khi tín hiệu vô tuyến của nó đủ mạnh và kéo dài.

ASKAP J005512-255834, tên gọi của vụ nổ vừa được phát hiện, chính là một ví dụ điển hình của hiện tượng này. Sử dụng kính thiên văn vô tuyến Australian SKA Pathfinder (ASKAP) tại Tây Úc, nhóm nghiên cứu đã quét các khu vực rộng lớn của bầu trời để tìm kiếm những sự kiện hiếm hoi phát ra tín hiệu vô tuyến kéo dài. Trong một lần khảo sát, họ phát hiện ra một nguồn vô tuyến mới, chưa từng xuất hiện trước đó. Nguồn vô tuyến này sáng lên nhanh chóng, giải phóng một lượng năng lượng vô tuyến tương đương với tổng năng lượng phát ra của hàng tỷ mặt trời, rồi sau đó mờ dần theo thời gian.

Một "bóng ma" vũ trụ xuất hiện

Hành vi của nguồn vô tuyến này ngay lập tức gây sự chú ý. Thông thường, các nguồn vô tuyến sẽ thay đổi nhanh chóng hoặc sáng lên nhiều lần, nhưng ASKAP J005512-255834 không giống như vậy. Nó sáng lên một lần duy nhất, rồi mờ dần theo thời gian mà không có sự thay đổi mạnh mẽ nào. Điều này cho thấy rằng đây có thể là dấu vết của một vụ nổ gamma-ray, nhưng không phát ra tia gamma trực tiếp hướng về phía Trái Đất. Thay vào đó, chúng ta chỉ thấy "tiếng vang" vô tuyến của vụ nổ đó khi tia phóng chậm lại và lan rộng ra.

Điều này chính xác là những gì các nhà thiên văn học mong đợi từ một vệt ánh sáng mờ. Những vụ nổ gamma-ray như vậy không phải lúc nào cũng phát ra tia gamma hướng về phía Trái Đất. Đôi khi, tia phóng lại hướng đi nơi khác, khiến chúng ta không thể quan sát vụ nổ ban đầu. Tuy nhiên, sau một thời gian, khi tia phóng chậm lại và lan rộng, nó sẽ phát ra sóng vô tuyến, và đó là khi chúng ta có thể phát hiện ra dấu vết của vụ nổ.

ASKAP J005512-255834 không chỉ sáng lên ở bước sóng vô tuyến mà còn không có tín hiệu ở các bước sóng khác như ánh sáng nhìn thấy được hay tia X. Điều này càng củng cố giả thuyết rằng đây chính là một vệt ánh sáng mờ, một vụ nổ gamma-ray mà tia phóng không hướng về phía Trái Đất ngay từ đầu. Tuy nhiên, điều này cũng mở ra một câu hỏi lớn: liệu đây có phải là hiện tượng phổ biến hơn chúng ta nghĩ, hay đây chỉ là một phát hiện hiếm hoi?

Phát hiện quý giá trong vũ trụ học

ASKAP J005512-255834 nằm trong một thiên hà cách chúng ta khoảng 1,7 tỷ năm ánh sáng. Thiên hà này đang hình thành sao, tạo ra môi trường lý tưởng cho những sự kiện cực đoan như sự sụp đổ sao. Tuy nhiên, vụ nổ không nằm tại trung tâm thiên hà mà xuất hiện trong một vùng sao đang hình thành, có thể là một cụm sao hạt nhân.

Dù vậy, các nhà khoa học vẫn không loại trừ khả năng đây là sự kiện cực kỳ hiếm, trong đó một ngôi sao bị xé nát bởi một lỗ đen có khối lượng trung bình. Lỗ đen này nằm giữa các lỗ đen sao và lỗ đen siêu khối lượng ở trung tâm thiên hà. Việc phát hiện ra lỗ đen khối lượng trung bình sẽ là một bước tiến lớn trong việc hiểu biết về các lỗ đen.

Phát hiện này giúp mở rộng hiểu biết của chúng ta về những vụ nổ gamma-ray và các lỗ đen khối lượng trung bình, đồng thời cung cấp cái nhìn mới về những hiện tượng vũ trụ cực đoan.

Thu Hằng/Báo Tin tức và Dân tộc (Theo The Conversation)