Tái tạo vụ nổ siêu tân tinh

Sau khi tạo ra từ trường cực mạnh trong phòng thí nghiệm, các nhà khoa học chứng minh được rằng các sóng xung kích trong từ trường đó bị kéo về một hướng.

Hình ảnh tưởng tượng về một vụ nổ siêu tân tinh trong vũ trụ.

Điều này giải thích vì sao phần vật chất còn lại sau các vụ nổ siêu tân tinh (supernova) không có dạng cầu. Các kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí điện tử Vật lý thiên văn (Astrophysical Journal) của Mỹ.

Khi một ngôi sao kết thúc quá trình tồn tại của mình bằng vụ nổ siêu tân tinh, các sóng xung kích phát ra từ vụ nổ lan truyền trên khoảng cách hàng ngàn năm ánh sáng. Trong điều kiện năng lượng phát tán đồng đều ra mọi hướng, vật chất còn lại sau vụ nổ siêu tân tinh, theo tất cả các mô hình hiện hành, phải có đối xứng hình cầu.

Tuy nhiên, các quan sát cho thấy, phần lớn các phần còn sót lại đó có hình trụ hoặc đối xứng trục, tức là trải dài theo một trục, chứ không có hình cầu. Các nhà khoa học đưa ra nhiều giả thuyết để giải thích hiện tượng này, nhưng cho đến nay chưa giả thuyết nào được chứng minh một cách thuyết phục.

Các nhà vật lý thiên văn ở Trường ĐH Bách khoa Paris (Pháp) cùng các đồng nghiệp ở ĐH Oxford (Anh), Trung tâm nghiên cứu Helmholtz Dresden-Rossendorf (Đức) và Ủy ban Năng lượng nguyên tử và Năng lượng thay thế của Pháp đã quyết định thử nghiệm đối với một trong các giả thuyết. Giả thuyết này cho rằng, các sóng xung kích từ vụ nổ siêu tân tinh trong từ trường mạnh lan truyền theo một hướng ưu tiên, bởi vì các tính chất vật lý và hóa học của môi trường liên sao bị thay đổi do ảnh hưởng của các chấn động từ – thủy động lực học (magnetohydrodynamics).

Sử dụng laser xung động công suất cao, các nhà khoa học đã tái tạo được hiện tượng vật lý thiên văn này trong phòng thí nghiệm laser cường độ mạnh (LULI) thuộc Trường ĐH Bách khoa Paris.

Các chuyên gia ở Trung tâm nghiên cứu Helmholtz Dresden-Rossendorf đảm nhận việc chế tạo cuộn Helmholtz (gồm hai vòng dây dẫn điện). Cuộn Helmholtz này tạo ra từ trường đồng nhất, mạnh hơn từ trường Trái đất khoảng 200 000 lần. Các nhà khoa học cũng chế tạo động cơ phát xung cường độ cao để lắp đặt trong phòng thí nghiệm LULI.

Trong quá trình thí nghiệm, các nhà thiên văn học nhận thấy rằng, trong từ trường cực mạnh, sóng xung kích do laser tạo ra lan truyền theo một hướng. Trong trường hợp này, trục chính của sóng trùng với hướng của từ trường đồng nhất.

Các kết quả thí nghiệm đã khẳng định giả thuyết, rằng hình dạng đối xứng trục của phần vật chất còn lại sau vụ nổ siêu tân tinh có liên quan chặt chẽ với tác động của từ trường. Các nhà khoa học dự định tiếp tục thực hiện các quan sát đối với phần vật chất còn lại sau siêu tân tinh, đồng thời tiếp tục các nghiên cứu tại LULI nhằm xác định hướng và cường độ các từ trường trong không gian vũ trụ.