Kính Hubble nhìn thấy quả cầu lửa từ một kilonova
Kính viễn vọng không gian Hubble của NASA đã phát hiện ra một vụ nổ sao thể loại mới và gọi nó là kilonova, thể loại vụ nổ sao mới này (kilonova) sáng hơn những vụ nổ sao bình thường (nova) đến 1000 lần.
Một kilonova xảy ra khi một cặp sao neutron bị sụp đổ cùng nhau. Kính Hubble đã quan sát và thấy rằng những quả cầu lửa mờ nhạt dần bởi một kilonova từ hồi tháng trước sau một vụ nổ tia gamma ngắn (gamma ray burst - GRB).
Ông Tanvir của Đại học Leicester ở nước Anh - người đứng đầu nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu này giải thích rằng : "Quan sát này cuối cùng cũng giải quyết được bí ẩn về những vụ nổ tia gamma ngắn. Vụ nổ tia gamma ngắn là những tia bức xạ với cường độ năng lượng cao xuất phát từ nhiều hướng ngẫu nhiên trong không gian. Chúng có hai kiểu là dài và ngắn. Nhiều nhà thiên văn học - trong đó có chúng tôi (nhóm nghiên cứu) - đã cung cấp nhiều bằng chứng cho thấy nhiều vụ nổ tia gamma dài (vụ nổ dài thì kéo dài hơn 2 giây so với vụ nổ ngắn) được sản sinh ra bởi sự sụp đổ của các ngôi sao vô cùng to lớn.
Tuy nhiên những vụ nổ tia gamma ngắn thì bí ẩn hơn. Chúng ta chỉ có những bằng chứng gián tiếp và không có sức thuyết phục mạnh mẽ về những vụ nổ ngắn (có thể) được sản sinh ra từ những thiên thể nhỏ hơn. Và bây giờ nhờ quan sát này mà chúng ta đã có bằng chứng dứt khoát."
Những nhà vật lý thiên văn đã từng dự đoán rằng, những vụ nổ tia gamma ngắn được tạo ra khi một cặp sao neutron siêu dầy đặc trong một hệ sao đôi với nhau. Sự kiện này xảy ra khi hệ sao phát ra bức xạ hấp dẫn, tạo ra những cơn sóng nhỏ trong không-thời gian. Năng lượng tiêu tan bởi những cơn sóng là cho hai ngôi sao tiến lại gần nhau hơn. Trong vài mili giây cuối cùng trước khi xảy ra vụ nổ, hai ngôi sao hợp nhất vào nhau rồi sụp đổ và tạo ra vật chất phóng xạ. Vật chất này nóng dần lên và rộng ra để trở thành nguồn sáng.
1. Một cặp sao neutron trong hệ sao đôi với nhau. Quỹ đạo đã bị biến đổi và bức xạ hấp dẫn đã tạo nên những cơn sóng nhỏ vào không-thời gian.
2. Trong vài mili giây cuối cùng khi hai thiên thể này hợp nhất lại, chúng phát ra vật chất phóng xạ. Vật chất này nóng lên và mở rộng ra rồi phát sáng, tạo thành một kilonova.
3. Các quả cầu lửa mờ dần nhưng ánh sáng của nó vẫn còn nhìn thấy được qua bước sóng hồng ngoại.
4. Đĩa vật chất còn sót lại sau vụ nổ này, những mảnh vỡ ở xung quanh thiên thể vừa bị sát nhập và thiên thể này có thể sẽ trở thành một hố đen.
Một cơ hội bất ngờ để thử nghiệm nghiên cứu này vào ngày 3/6 vừa qua khi Kính viễn vọng không gian Swift của NASA phát hiện ra một vụ nổ tia gamma rất sáng và được đặt tên là GRB 130603B. Mặc dù những vụ nổ tia gamma ngắn chỉ kéo dài khoảng 1/10 giây nhưng chúng sáng hơn những vụ nổ sao (nova) bình thường đến 1000 lần.
Nghiên cứu của nhóm đã được đăng lên tạp chí Nature vào ngày 3/8 vừa qua.
 |
| Hình ảnh bên trái cho ta thấy thiên hà đang tạo ra những vụ nổ tia gamma và được gọi tên là GRB 130603B. Thiên hà này nằm cách chúng ta 4 tỷ năm ánh sáng. Một hình ảnh khác của kính Hubble về thiên hà này vào ngày 13/6 vừa qua cho thấy nhiều nguồn sáng rực rỡ khi kính nhìn qua bước sóng hồng ngoại về khu vực xảy ra các vụ nổ tia gamma - hình ảnh ở trên bên phải. Rồi khi kính Hubble quan sát nó vào ngày 3/7 vừa rồi thì các nguồn sáng đã bị mờ, đây là bằng chứng cho rằng những quả cầu lửa (fireball) đang bị tiêu diệt bởi những vụ nổ sao gọi là kilonova. Bản quyền hình ảnh : NASA, ESA, N. Tanvir (Trường Đại học Leicester), A. Fruchter (STScI), và A. Levan (Trường Đại học Warwick). |
Ông Tanvir của Đại học Leicester ở nước Anh - người đứng đầu nhóm nghiên cứu tiến hành nghiên cứu này giải thích rằng : "Quan sát này cuối cùng cũng giải quyết được bí ẩn về những vụ nổ tia gamma ngắn. Vụ nổ tia gamma ngắn là những tia bức xạ với cường độ năng lượng cao xuất phát từ nhiều hướng ngẫu nhiên trong không gian. Chúng có hai kiểu là dài và ngắn. Nhiều nhà thiên văn học - trong đó có chúng tôi (nhóm nghiên cứu) - đã cung cấp nhiều bằng chứng cho thấy nhiều vụ nổ tia gamma dài (vụ nổ dài thì kéo dài hơn 2 giây so với vụ nổ ngắn) được sản sinh ra bởi sự sụp đổ của các ngôi sao vô cùng to lớn.
Tuy nhiên những vụ nổ tia gamma ngắn thì bí ẩn hơn. Chúng ta chỉ có những bằng chứng gián tiếp và không có sức thuyết phục mạnh mẽ về những vụ nổ ngắn (có thể) được sản sinh ra từ những thiên thể nhỏ hơn. Và bây giờ nhờ quan sát này mà chúng ta đã có bằng chứng dứt khoát."
Những nhà vật lý thiên văn đã từng dự đoán rằng, những vụ nổ tia gamma ngắn được tạo ra khi một cặp sao neutron siêu dầy đặc trong một hệ sao đôi với nhau. Sự kiện này xảy ra khi hệ sao phát ra bức xạ hấp dẫn, tạo ra những cơn sóng nhỏ trong không-thời gian. Năng lượng tiêu tan bởi những cơn sóng là cho hai ngôi sao tiến lại gần nhau hơn. Trong vài mili giây cuối cùng trước khi xảy ra vụ nổ, hai ngôi sao hợp nhất vào nhau rồi sụp đổ và tạo ra vật chất phóng xạ. Vật chất này nóng dần lên và rộng ra để trở thành nguồn sáng.
 |
| Hình minh họa sự hình thành một vụ nổ tia gamma ngắn theo thời gian. Bản quyền hình ảnh : NASA, ESA, và A. Field (STScI). |
2. Trong vài mili giây cuối cùng khi hai thiên thể này hợp nhất lại, chúng phát ra vật chất phóng xạ. Vật chất này nóng lên và mở rộng ra rồi phát sáng, tạo thành một kilonova.
3. Các quả cầu lửa mờ dần nhưng ánh sáng của nó vẫn còn nhìn thấy được qua bước sóng hồng ngoại.
4. Đĩa vật chất còn sót lại sau vụ nổ này, những mảnh vỡ ở xung quanh thiên thể vừa bị sát nhập và thiên thể này có thể sẽ trở thành một hố đen.
Một cơ hội bất ngờ để thử nghiệm nghiên cứu này vào ngày 3/6 vừa qua khi Kính viễn vọng không gian Swift của NASA phát hiện ra một vụ nổ tia gamma rất sáng và được đặt tên là GRB 130603B. Mặc dù những vụ nổ tia gamma ngắn chỉ kéo dài khoảng 1/10 giây nhưng chúng sáng hơn những vụ nổ sao (nova) bình thường đến 1000 lần.
Nghiên cứu của nhóm đã được đăng lên tạp chí Nature vào ngày 3/8 vừa qua.
Anh Tuấn Nguyễn theo NASA
