Vụ nổ lớn nhất trong vũ trụ vừa được phát hiện có tác động gì đến chúng ta?

Một vụ nổ siêu tân tinh chỉ phát sáng vài tháng chứ không thể hàng năm - Ảnh: Internet

Các nhà thiên văn học mới đây đã phát hiện ra vụ nổ lớn nhất trong không gian sâu mà họ nói là phát sáng gấp 10 lần so với bất kỳ siêu tân tinh hoặc ngôi sao phát nổ nào.

Vụ nổ được gọi là AT29021Iwx — đã phát sáng kéo dài 3 năm so với các siêu tân tinh chỉ kéo dài phát sáng trong vài tháng. Độ sáng của vụ nổ cũng sáng hơn 3 lần so với các sự kiện gián đoạn thủy triều, khi các ngôi sao rơi vào lỗ đen siêu lớn.

(Khi những ngôi sao tới quá gần hố đen, chúng không thể thoát khỏi lực hấp dẫn của hố đen và bị xé nhỏ. Một số vật chất bắn vào không gian. Phần còn lại trở thành "thức ăn" cho hố đen, bị hút vào đĩa bồi tụ nóng phát sáng tạo từ khí gas của nó. Đây là sự kiện gián đoạn thủy triều hay TDE. Sự kiện hiếm gặp này chỉ xảy ra cách nhau 10.000 - 100.000 năm trong những thiên hà lớn như dải Ngân hà. Việc quan sát TDE vô cùng khó khăn).

Nhưng điều gì đã kích hoạt một vụ nổ vũ trụ lớn và tồn tại lâu như vậy? Các nhà thiên văn học cho rằng, một lỗ đen siêu lớn đã phá vỡ một đám mây khí hoặc bụi khổng lồ, có khả năng lớn hơn Mặt trời của chúng ta hàng nghìn lần. Các nhà nghiên cứu cho biết có thể đám mây đã bị kéo ra khỏi quỹ đạo của nó và bay vào hố đen.

Khi lỗ đen nuốt chửng các mảnh của đám mây hydro, sóng xung kích có khả năng dội lại qua tàn dư của đám mây và đi vào khối vật chất xoáy quay xung quanh lỗ đen.

Sự kiện AT2021lwx đã phá kỷ lục vụ nổ tia gamma GRB 221009A, được báo cáo vào năm 2022 để trở thành vụ nổ vũ trụ sáng nhất được ghi nhận. Vụ nổ tia gamma thực sự sáng hơn, nhưng nó chỉ tồn tại rất ngắn so với thời gian phát sáng AT2021lwx. Do vậy, vụ nổ AT2021lwx về tổng thể là sự kiện giải phóng nhiều năng lượng hơn.

Các nhà thiên văn học lần đầu tiên phát hiện ra vụ nổ AT2021lwx vào tháng 11.2020 từ Cơ sở quan sát Zwicky ở California, sau đó được ghi nhận từ Hệ thống cảnh báo tác động của tiểu hành tinh trên mặt đất ở Hawaii vài tháng sau đó. Cả hai đều theo dõi các vật thể trên bầu trời đêm có độ sáng thay đổi nhanh chóng, chẳng hạn như các ngôi sao phát nổ, tiểu hành tinh và sao chổi.

Tác giả chính của nghiên cứu, Tiến sĩ Philip Wiseman, nhà nghiên cứu tại Đại học Southampton ở Anh, cho biết: “Chúng tôi tình cờ phát hiện ra điều này, vì thuật toán truy lùng của chúng tôi đã chú ý đến nó khi chúng tôi đang tìm kiếm một loại siêu tân tinh. Hầu hết các siêu tân tinh và sự kiện gián đoạn thủy triều chỉ tồn tại trong vài tháng trước khi biến mất. Đối với một cái gì đó sáng mãi trong hơn hai năm là điều rất bất thường”.

Các quan sát tiếp theo được thực hiện bằng cách sử dụng Đài thiên văn Neil Gehrels Swift trên không gian, Kính viễn vọng Công nghệ mới ở Chile và Kính thiên văn Gran Telescopio Canarias ở La Palma, Tây Ban Nha.

Các nhà nghiên cứu đã có thể xác định khoảng cách giữa Trái đất và sự kiện bằng cách phân tích các bước sóng ánh sáng khác nhau được sử dụng để quan sát vụ nổ.

Đồng tác giả nghiên cứu Sebastian Honig, giáo sư tại Đại học Southampton, cho biết: “Một khi bạn biết khoảng cách đến vật thể và độ sáng của nó khi đến vị trí chúng ta, bạn có thể tính toán độ sáng thực tế tại nguồn” (*).

Hệ thống cảnh báo tác động của tiểu hành tinh lên mặt đất ở Hawaii đã quan sát vụ nổ vài đêm một lần trong 2 năm rưỡi qua. Nhóm nghiên cứu xác định rằng sự kiện cực kỳ chói sáng này sáng hơn gần 100 lần so với tất cả 100 tỉ ngôi sao trong dải Ngân hà của chúng ta cộng lại. Các thiên thể hiếm hoi có thể cạnh tranh với độ sáng của AT2021lwx là các quasar, hoặc các lỗ đen siêu lớn liên tục hút khí ở tốc độ cao.

Đồng tác giả nghiên cứu Mark Sullivan, giáo sư tại Đại học Southampton, cho biết: “Với một chuẩn tinh, chúng tôi thấy độ sáng nhấp nháy lóe mờ theo thời gian. Nhưng nhìn lại hơn một thập niên khi chưa phát hiện ra AT2021lwx, rồi đột nhiên nó xuất hiện với độ sáng như những thứ sáng nhất trong vũ trụ, đó là điều chưa từng có”.

Nhóm nghiên cứu đã có những lý thuyết ban đầu khi tìm hiểu độ sáng của vụ nổ. Giờ đây, các nhà nghiên cứu muốn thu thập thêm dữ liệu trên các bước sóng ánh sáng khác nhau để tìm hiểu về các chi tiết của sự kiện, gồm cả nhiệt độ của vụ nổ.

Đồng tác giả nghiên cứu, Tiến sĩ Matt Nicholl, Phó giáo sư tại Đại học Queen's Belfast ở Bắc Ireland, cho biết: “Ban đầu, chúng tôi nghĩ rằng vụ bùng phát này có thể là kết quả của việc một lỗ đen nuốt chửng một ngôi sao đi ngang qua. Nhưng các mô phỏng của chúng tôi cho thấy lỗ đen phải nuốt chửng khối lượng gấp 15 lần Mặt trời của chúng ta mới duy trì độ sáng lâu như vậy. Việc bắt gặp một ngôi sao khổng lồ như vậy là rất hiếm. Do vậy, chúng tôi nghĩ rằng nhiều khả năng sẽ có một đám mây khí lớn hơn nhiều. Nhiều lỗ đen khổng lồ được bao quanh bởi khí và bụi và chúng tôi vẫn đang cố gắng tìm ra lý do tại sao lỗ đen đặc biệt này lại bắt đầu hút nó một cách mạnh mẽ và đột ngột như vậy”.

Trước đây, người ta tin rằng mặc dù năng lượng của vụ nổ siêu tân tinh là rất lớn, nhưng phạm vi ảnh hưởng là có hạn và môi trường xung quanh trái đất dường như rất an toàn. Những phát hiện mới cho thấy các tia X được tạo ra trong vụ nổ đủ để phá hủy bầu khí quyển của một hành tinh cách chúng ta 160 năm ánh sáng. Bầu khí quyển của Trái đất rất quan trọng đối với con người, nếu không có bầu khí quyển, đại dương sẽ không thể tồn tại trên bề mặt, các tia năng lượng cao và gió mặt trời từ vũ trụ tác động trực tiếp vào Trái đất, gây ra tuyệt chủng cho sự sống. Tuy nhiên, do vụ nổ AT2021lwx cách xa chúng ta đến 8 tỉ năm ánh sáng nên coi như vô hại.

(*) Đọc thêm bài “Những phương pháp mới để đo độ giãn nở của vũ trụ: Thấu kính thay ngọn nến” để hiểu phương pháp đo sáng trong không gian nhờ phương pháp “ngọn nến tiêu chuẩn”.

Anh Tú