Phát hiện sóng radio bí ẩn trong dải Ngân Hà

Phát xạ sóng vô tuyến (FRB), một trong những bí ẩn lớn nhất của lĩnh vực thiên văn học trên toàn thế giới vừa được phát hiện trong hệ thiên hà của chúng ta.

Vốn được biết đến là những tín hiệu vô tuyến cực mạnh, một số có thể gấp tới 500 triệu lần năng lượng Mặt Trời, FRB đến từ những không gian sâu thẳm, cách xa chúng ta hàng triệu năm ánh sáng.

Tuy chứa đựng nguồn năng lượng khổng lồ, những phát xạ sóng vô tuyến này lại chỉ diễn ra trong 1/1000 giây – nhanh hơn một cái chớp mắt – và hầu như không lặp lại, khiến những sự kiện như này xảy ra rất khó dự đoán và theo dõi.

Kính thiên văn CHIME, thiết bị chuyên phát hiện các sóng vô tuyến ngoài Trái Đất. Ảnh: CHIME FRB.

Nguồn gốc của FRB

Vào ngày 28/4, các đài quan sát vô tuyến trên khắp thế giới đã có cơ hội ghi lại được sự phát xạ sóng vô tuyến diễn ra tại một ngôi sao chết trong dải ngân hà mang tên SGR 1935 2154 – cách Trái Đất 30.000 năm ánh sáng. Qua cuộc nghiên cứu và phân tích dữ liệu, các nhà thiên văn học đã tìm ra được nguyên nhân xảy ra những đợt phát xạ sóng vô tuyến này.

ScienceAlert dẫn lời nhà thiên văn học Shrinivas Kulkarni đến từ Caltech cho rằng căn nguyên của sự xuất hiện các đợt FRB đến từ những xung từ trường cực mạnh của những ngôi sao

Đã có rất nhiều giả thuyết về sự hình thành những FRB, từ dao động của các siêu tân tinh cho đến những tín hiệu của người ngoài hành tinh. Tuy vậy, khả năng lớn nhất là các FRB xuất hiện do các ngôi sao có xung từ trường lớn

Giả thuyết được tin cậy nhát về FRB là từ các vụ nổ của một ngôi sao khổng lồ. Ảnh: Beijing Planetarium.

Đây là một ngôi sao neutron cực kì đặc biệt, với lớp lõi tàn dư dày đặc còn sót lại sau khi một ngôi sao khổng lồ chuyển thành siêu tân tinh. Từ trường của chúng mạnh hơn gấp 1000 lần so với những ngôi sao neutron thông thường.

Khi lực hấp dẫn cố gắng giữ các ngôi sao lại với nhau, sức mạnh của lực từ trường bên trong đã làm biến dạng hình dáng của ngôi sao. Điều này dẫn đến một sự dao động năng lượng, tạo thành những vụ nổ tinh thể khổng lồ và các ngọn lửa từ tính.

Phát hiện lớn của giới thiên văn học

Vào ngày 27/4, SGR 1935 2154 đã được phát hiện và được quan sát bởi nhiều thiết bị đang hoạt động, bao gồm Kính thiên văn cảnh báo Swift Burst, vệ tinh AGILE… với những hoạt động bình thường. Nhưng chỉ một ngày sau, vào ngày 28/4, kính viễn vọng CHIME của Canada đã phát hiện ra một tín hiệu kì lạ.

STARE2, một dự án do cựu sinh viên Caltech Christopher Bochenek sáng lập, đã thu được một tín hiệu vô cùng rõ ràng với cường độ lớn hơn hàng trăm nghìn lần thông thường. Với nhà thiên văn học Kulkarni, ông cho rằng đây là một sự kiện vô cùng hiếm có. Sau khi hiệu chỉnh lại, tín hiệu này có thể phát ra từ SGR 1935 2154, cũng là lần đầu tiên các nhà khoa học bắt được FRB ở trong dải Ngân Hà.

Để phát hiện FRB, các nhà khoa học phải dùng những hệ thống kính viễn vọng đặc biệt, như loại có đường kính 500 m ở Trung Quốc. Ảnh: Xinhua.

“Nếu tín hiệu này tới từ một thiên hà khác, như những tín hiệu FRB trước đây, thì kết quả đo lường đã bình thường. Đây là sự kiện chưa từng xảy ra”, ông Kulkarni chia sẻ với ScienceAlert.

Ngoài ra, ông Kulkarni và các nhà khoa học cũng đã thấy điều vô cùng mới mẻ là tia X. Tia X và tia gamma khá phổ biến trong các vụ nổ từ tính.

Nhà vật lý thiên văn Sandro Mereghetti thuộc Viện Vật lý thiên văn Quốc gia Italy và Trung tâm vũ trụ châu Âu (ESA) cho biết phát hiện này mang ý nghĩa to lớn trong việc chứng minh có rất nhiều FRB mà chúng ta chưa phát hiện ra

“FRB được xác định cho đến nay đều nằm ngoài dải Ngân Hà của chúng ta. Chúng chưa bao giờ được phát hiện cùng tia X/Gamma. Một vụ nổ tia X với độ phát quang như của SGR1935 sẽ không thể phát hiện được đối với nguồn xuất phát từ ngoài Ngân Hà”, ông Sandro Mereghetti nhận xét.

Cho dù SGR 1935 2154 hé lộ cho chúng ta biết điều gì, đó cũng chỉ là những thành tựu ban đầu, các nhà thiên văn học vẫn kiên trì tiến hành quan sát những ngôi sao ngày đêm bằng những phương tiện hiện đại nhất, cố gắng giải đáp những bí ẩn phức tạp mà những tín hiệu đáng kinh ngạc này đem lại.