Tín hiệu lạ đến từ thiên hà chết
Các nhà thiên văn học cho biết đã phát hiện một dạng tín hiệu lạ, được gọi là sự kiện bùng phát sóng vô tuyến nhanh (FRB), đến từ một thiên hà cổ xưa và đã chết, cách trái đất hàng tỉ năm ánh sáng.
Mô phỏng một sự kiện bùng phát sóng vô tuyến nhanh từ một thiên hà xa xôi đến trái đất. ẢNH: ESO
Dù chỉ xuất hiện chớp nhoáng trong vài phần nghìn của giây, FRB tạo ra nguồn năng lượng mạnh mẽ đến nỗi chỉ cần một đợt tín hiệu cũng đủ phóng thích mức năng lượng gấp nhiều lần hơn so với cả năm hoạt động của mặt trời.
Điều gì đã tạo nên những đợt bùng phát sóng vô tuyến nhanh với mức độ khủng khiếp đến thế? Các nhà thiên văn học giả thuyết rằng sao từ chính là nguồn gốc của các FRB, với sao từ là một sao neutron với từ trường có lẽ mạnh gấp nhiều ngàn tỉ lần so với trường địa từ của trái.
Tuy nhiên, giả thuyết trên giờ đây đã bị lung lay khi các nhà nghiên cứu phát hiện sự kiện FRB mới nhất, được đặt tên là FRB 20240209A, và xuất phát từ một thiên hà chết cách trái đất khoảng 11,3 tỉ năm ánh sáng.
Phát hiện mới đầy thách thức
Được công bố thông qua hai báo cáo trên chuyên san The Astrophysical Journal Letters, phát hiện mới đã đảo ngược quan điểm lâu nay vốn cho rằng FRB chỉ bắt nguồn từ những vùng sản sinh sao của các thiên hà. Trong khi đó, như cái tên đã chỉ ra, các thiên hà chết không còn có thể tạo ra sao mới.
Thêm một bằng chứng khác cho thấy sự bất thường về nguồn gốc của FRB, các nhà nghiên cứu cho rằng nguồn phát tín hiệu đến từ vùng ngoại vi xa xôi nhất của thiên hà chết, cách trung tâm thiên hà khoảng 130.000 năm ánh sáng. Đây là khu vực vốn chỉ còn lại những ngôi sao trên bờ vực chết chóc, trải qua những ngày cuối cùng của quá trình tiến hóa.
Video đang HOT
“Đây là khám phá vừa gây ngạc nhiên mà cũng đầy thú vị, do các FRB được cho chỉ xuất phát từ bên trong các thiên hà, thông thường đến từ những vùng sản sinh sao”, theo tác giả Vishwangi Shah của một báo cáo và là nhà thiên văn học của Đại học McGill (Canada).
Ông Shah đưa ra nhiều câu hỏi cần giải quyết liên quan đến vị trí của FRB. Đến nay, giới chuyên gia vẫn chưa rõ lý do tại sao những sự kiện phóng thích năng lượng dồi dào đến thế lại xuất phát từ khu vực không còn có thể xuất hiện sao mới.
Bí ẩn cuộc đời và cái chết của những ngôi sao khổng lồ trong vũ trụ
Trải qua sự kiện siêu tân tinh là một trong những cách mà một ngôi sao kết thúc cuộc đời của nó, nhưng trên thực tế vẫn có những cách khác để một ngôi sao kết thúc cuộc đời của mình.
Trong vũ trụ bao la, mỗi ngôi sao đều có một hành trình riêng nhưng chung quy lại, chúng đều tuân theo một con đường nhất định: ra đời, tỏa sáng rực rỡ, và cuối cùng là kết thúc vòng đời. Một số ngôi sao chọn cách khép lại hành trình của mình bằng một vụ nổ khổng lồ gọi là siêu tân tinh - một sự kiện sáng chói gấp hàng tỷ lần Mặt Trời. Tuy nhiên, không phải tất cả các ngôi sao lớn đều chọn kết cục đầy năng lượng và kịch tính này. Một số khác, thậm chí là những ngôi sao lớn hơn rất nhiều so với Mặt Trời, lại âm thầm sụp đổ và biến thành lỗ đen mà không để lại bất kỳ dấu vết nào.
Hiện tượng kỳ lạ này đã và đang thách thức các nhà thiên văn học, đồng thời cung cấp những góc nhìn mới về sự sống và cái chết phức tạp của các thiên thể khổng lồ trong vũ trụ.
Sự kỳ vọng về siêu tân tinh
Theo lý thuyết vật lý thiên văn, các ngôi sao có khối lượng gấp tám lần Mặt Trời hoặc hơn được cho là sẽ kết thúc vòng đời bằng một vụ nổ siêu tân tinh. Những ngôi sao khổng lồ này, trong suốt "tuổi trẻ" của mình, là những thiên thể sáng, nóng, màu xanh và liên tục tạo ra năng lượng từ phản ứng tổng hợp hạt nhân. Phản ứng này giúp chúng duy trì trạng thái cân bằng, chống lại lực hấp dẫn muốn kéo chúng sụp đổ.
Tuy nhiên, khi nguồn nhiên liệu hạt nhân dần cạn kiệt, những ngôi sao khổng lồ bắt đầu mở rộng kích thước. Chúng biến thành siêu khổng lồ đỏ, khối lượng và kích thước tăng lên đến mức có thể "nuốt chửng" toàn bộ hệ Mặt Trời của chúng ta từ Sao Thủy đến Sao Mộc. Khi tiến gần đến cuối vòng đời, lõi của chúng co lại mạnh mẽ, tạo ra các neutrino, những hạt cơ bản gần như không tương tác với vật chất. Sự gia tăng đáng kể lượng neutrino này được kỳ vọng là nguyên nhân chính dẫn đến vụ nổ siêu tân tinh khi các lớp bên ngoài của ngôi sao bị thổi bay.
Hành trình của siêu khổng lồ đỏ
Siêu khổng lồ đỏ là trạng thái cuối cùng của một ngôi sao lớn khi nó cạn kiệt nhiên liệu hydro cần thiết cho phản ứng tổng hợp hạt nhân. Giai đoạn này đánh dấu sự khởi đầu của sự sụp đổ không thể tránh khỏi. Các nhà thiên văn học đã ghi nhận nhiều vụ nổ siêu tân tinh xảy ra ở các thiên hà xa xôi, đặc biệt là tại các khu vực giàu ngôi sao lớn như cánh tay xoắn ốc của các thiên hà.
Tuy nhiên, một sự thật đáng ngạc nhiên là không phải tất cả các siêu khổng lồ đỏ đều kết thúc bằng siêu tân tinh. Qua các mô hình lý thuyết và quan sát thực tế, các nhà khoa học nhận ra rằng các siêu khổng lồ đỏ với khối lượng vượt ngưỡng 17 đến 19 lần Mặt Trời thường không nổ. Thay vào đó, chúng âm thầm sụp đổ, tạo thành lỗ đen.
Vai trò của carbon trong số phận của các ngôi sao
Một trong những yếu tố quyết định số phận của các ngôi sao lớn chính là cách chúng xử lý carbon trong lõi của mình. Carbon cháy trong lõi có thể tạo ra các photon năng lượng cao, và các photon này sẽ sinh ra neutrino khi tương tác. Nếu quá trình này xảy ra một cách mạnh mẽ, ngôi sao sẽ mất năng lượng nhanh chóng, dẫn đến sự sụp đổ và một vụ nổ lớn.
Các ngôi sao có khối lượng nhỏ hơn thường trải qua quá trình đốt cháy carbon đối lưu, trong đó nhiệt được phân tán đều nhờ các dòng chuyển động bên trong lõi. Kết quả là, những ngôi sao này có thời gian tiến hóa dài hơn và khi lõi sụp đổ, các lớp bên ngoài bị đẩy ra một cách mạnh mẽ, tạo thành siêu tân tinh.
Ngược lại, ở các siêu khổng lồ đỏ có khối lượng lớn hơn, carbon không được đốt cháy theo cách đối lưu. Điều này khiến neutrino mất mát ít hơn, đồng thời lõi ngôi sao trở nên đặc hơn. Khi lõi cuối cùng sụp đổ, các vật liệu dày đặc xung quanh ngăn cản vụ nổ xảy ra. Kết quả là ngôi sao không phát nổ mà trực tiếp tạo thành lỗ đen.
Hiện tượng chỉ những siêu khổng lồ đỏ có khối lượng nhỏ hơn mới phát nổ thành siêu tân tinh đã gây ra một vấn đề được gọi là "vấn đề siêu khổng lồ đỏ". Trong những thập kỷ gần đây, các nhà khoa học đã "khám nghiệm xác sao" bằng cách so sánh hình ảnh trước và sau vụ nổ của các thiên hà. Họ nhận thấy rằng chỉ những siêu sao khổng lồ đỏ trong một phạm vi khối lượng cụ thể mới tạo ra siêu tân tinh, trong khi các ngôi sao lớn hơn thì không.
Phát hiện này đã giúp giải thích một phần bí ẩn, nhưng cũng làm sáng tỏ những giới hạn trong hiểu biết của con người về vũ trụ.
Betelgeuse, một siêu khổng lồ đỏ nổi bật trong chòm sao Orion, đã thu hút sự chú ý của giới khoa học từ lâu. Với kích thước khổng lồ và sự sáng chói đặc trưng, ngôi sao này được dự đoán sẽ phát nổ thành một siêu tân tinh rực rỡ. Tuy nhiên, kết cục của Betelgeuse vẫn là một ẩn số.
Dựa trên ước tính khối lượng, ngôi sao này có thể tạo thành một siêu tân tinh ngoạn mục, hoặc cũng có thể chỉ để lại một ngôi sao neutron thay vì lỗ đen.
Sự sống và cái chết của các ngôi sao khổng lồ không chỉ là một câu chuyện về vật lý và năng lượng. Đó còn là một minh chứng cho sự kỳ diệu và phức tạp của vũ trụ. Trong khi phần lớn các ngôi sao lớn khép lại vòng đời bằng một màn trình diễn ngoạn mục, vẫn có những ngôi sao âm thầm sụp đổ, để lại các lỗ đen - những thực thể kỳ bí và đáng sợ.
Những phát hiện mới từ khảo sát thiên văn không chỉ giúp nhân loại hiểu rõ hơn về số phận của các ngôi sao mà còn khơi gợi sự tò mò và niềm đam mê khám phá những bí mật sâu thẳm nhất của vũ trụ. Và dù chúng ta đã đạt được nhiều tiến bộ, bức màn bí ẩn của các thiên thể khổng lồ vẫn còn rất nhiều điều chưa được hé lộ, hứa hẹn những khám phá phát triển trong tương lai.
Phát hiện chấn động: 'Đường hầm vũ trụ' kết nối hệ Mặt Trời với các vì sao Các nhà thiên văn học vừa tìm ra một đường hầm kết nối hệ Mặt Trời đến các ngôi sao xa xăm. Các nhà thiên văn học vừa công bố phát hiện gây chấn động giới khoa học về sự tồn tại của một "đường hầm vũ trụ" bí ẩn, có khả năng kết nối hệ Mặt Trời của chúng ta với các...