Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Phân tích hai vụ nổ vũ trụ chỉ ra cho các nhà thiên văn học rằng cặp đôi này, cùng với vụ nổ khó hiểu từ năm 2018, tạo thành một loại sự kiện mới, tương tự như một số vụ nổ siêu tân tinh và tia gamma nhưng cũng có sự khác biệt đáng kể.
Các nhà thiên văn học đã tìm thấy hai vật thể được thêm vào một vật thể lạ được phát hiện vào năm 2018, tạo thành một lớp vụ nổ vũ trụ mới. Loại vụ nổ mới có chung một số đặc điểm với vụ nổ siêu tân tinh của các ngôi sao lớn và với vụ nổ tạo ra vụ nổ tia gamma (GRB), nhưng vẫn có những điểm khác biệt rõ rệt so với từng ngôi sao.
Câu chuyện bắt đầu vào tháng 6 năm 2018 khi các nhà thiên văn nhìn thấy một vụ nổ vũ trụ với các đặc điểm và hành vi đáng ngạc nhiên. Đối tượng được đặt tên là AT2018cow (“Con bò”), đã thu hút sự chú ý trên toàn thế giới từ các nhà khoa học và được nghiên cứu rộng rãi. Mặc dù nó có chung một số đặc điểm với vụ nổ siêu tân tinh nhưng nó lại khác nhau ở những khía cạnh quan trọng, đặc biệt là độ sáng ban đầu khác thường của nó và tốc độ phát sáng và mờ dần nhanh chóng chỉ sau vài ngày.
Trong khi đó, hai vụ nổ bổ sung – một từ năm 2016 và một từ năm 2018 – cũng cho thấy những đặc điểm khác thường và đang được quan sát và phân tích. Hai vụ nổ mới được gọi là CSS161010 (viết tắt của CRTS CSS161010 J045834-081804), trong một thiên hà cách Trái đất khoảng 500 triệu năm ánh sáng và ZTF18abvkwla (“The Koala”), trong một thiên hà cách xa khoảng 3,4 tỷ năm ánh sáng. Cả hai đều được phát hiện bởi các khảo sát bầu trời tự động (Khảo sát thoáng qua thời gian thực của Catalina, Khảo sát tự động toàn bộ bầu trời cho Siêu tân tinh và Cơ sở thoáng qua Zwicky) bằng cách sử dụng kính viễn vọng ánh sáng nhìn thấy được hàng đêm trên bầu trời.
Hai nhóm các nhà thiên văn học đã theo dõi những khám phá đó bằng cách quan sát các vật thể bằng Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) của Quỹ Khoa học Quốc gia. Cả hai đội cũng đã sử dụng Kính thiên văn vô tuyến Metrewave khổng lồ ở Ấn Độ và nhóm nghiên cứu CSS161010 đã sử dụng Đài quan sát tia X Chandra của NASA. Cả hai đối tượng đã cho các nhà quan sát bất ngờ.
Anna Ho ở Caltech, tác giả chính của nghiên cứu về ZTF18abvkwla, ngay lập tức lưu ý rằng phát xạ vô tuyến của vật thể này sáng như từ vụ nổ tia gamma. “Khi tôi giảm dữ liệu, tôi nghĩ rằng mình đã phạm sai lầm”.
Deanne Coppejans thuộc Đại học Tây Bắc đã dẫn đầu nghiên cứu về CSS161010, phát hiện ra rằng vật thể đã phóng một lượng vật liệu “bất ngờ” vào không gian giữa các vì sao với tốc độ hơn một nửa tốc độ ánh sáng. Đồng tác giả phía Tây Bắc của cô, Raffaella Margutti, nói: “Phải mất gần hai năm để tìm ra những gì chúng tôi đang xem chỉ vì nó quá khác thường.”
Trong cả hai trường hợp, các quan sát tiếp theo chỉ ra rằng các đối tượng chia sẻ các tính năng chung với AT2018cow. Các nhà khoa học kết luận rằng những sự kiện này được gọi là Transitor quang học màu xanh lam nhanh (FBOTs), đại diện, cùng với AT2018cow, một loại vụ nổ sao khác biệt đáng kể so với các sự kiện khác. Các nhà khoa học đã báo cáo những phát hiện của họ trong các bài báo trên Tạp chí Vật lý thiên văn và Tạp chí Vật lý Thiên văn (Astrophysical Journal and the Astrophysical Journal Letters).
Các nhà thiên văn học cho biết, giống như các vụ nổ siêu tân tinh và tia gamma nhất định – khi một ngôi sao nặng hơn nhiều so với Mặt trời phát nổ vào cuối cuộc đời chạy bằng năng lượng nguyên tử “bình thường”. Sự khác biệt xuất hiện trong hậu quả của vụ nổ ban đầu.
Trong siêu tân tinh “thông thường” thuộc loại này được gọi là siêu tân tinh sập lõi, vụ nổ sẽ gửi một làn sóng vật chất hình cầu vào không gian giữa các vì sao. Nếu ngoài điều này, một đĩa vật liệu quay ngắn hình thành xung quanh ngôi sao neutron hoặc lỗ đen còn lại sau vụ nổ và đẩy các tia vật chất hẹp ở tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng ra ngoài theo hướng ngược lại, những tia này có thể tạo ra những chùm tia gamma hẹp tia, gây ra vụ nổ tia gamma.
Đĩa quay được gọi là đĩa bồi tụ và máy bay phản lực do nó tạo ra được các nhà thiên văn học gọi là “động cơ”.
FBOTs, các nhà thiên văn học kết luận, cũng có một động cơ như vậy. Trong trường hợp của chúng, không giống như trong các vụ nổ tia gamma, nó được bao bọc bởi vật liệu dày. Vật liệu đó có lẽ đã bị ngôi sao rơi ra ngay trước khi nó phát nổ, và có thể đã bị một người bạn đồng hành kéo ra khỏi nó.
Khi vật liệu dày gần ngôi sao bị sóng nổ, nó gây ra vụ nổ ánh sáng nhìn thấy ngay sau vụ nổ ban đầu làm cho những vật thể này xuất hiện rất bất thường. Vụ nổ sáng đó cũng là lý do tại sao các nhà thiên văn học gọi những vụ nổ này là “quá độ quang học màu xanh nhanh”. Đây là một trong những đặc điểm phân biệt chúng với siêu tân tinh thông thường.
Khi vụ nổ từ vụ nổ va chạm với vật liệu xung quanh ngôi sao khi nó di chuyển ra ngoài, nó tạo ra phát xạ vô tuyến. Phát xạ rất sáng này là đầu mối quan trọng chứng minh rằng vụ nổ được cung cấp bởi động cơ.
Ho liệm vật chất dày đặc “có nghĩa là ngôi sao tiền nhân khác với những người dẫn đến vụ nổ tia gamma”. Các nhà thiên văn học cho biết, trong Cow và trong CSS161010, vật chất dày đặc bao gồm hydro, một thứ chưa từng thấy trong các vụ nổ tia gamma.
Sử dụng Đài thiên văn WM Keck, các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng cả CSS 161010 và ZTF18abvkwla, giống như Cow, đều ở trong các thiên hà nhỏ, lùn. Coppejans nói rằng các đặc tính thiên hà lùn “có thể cho phép một số con đường tiến hóa rất hiếm của các ngôi sao” dẫn đến những vụ nổ đặc biệt này.
Mặc dù một yếu tố phổ biến của FBOT là cả ba đều có ‘động cơ trung tâm’, các nhà thiên văn học cảnh báo rằng động cơ này cũng có thể là kết quả của việc các ngôi sao bị phá hủy bởi các lỗ đen, mặc dù họ coi vụ nổ siêu tân tinh là ứng cử viên có khả năng cao hơn .
Quan sát nhiều FBOT hơn và môi trường của họ sẽ trả lời câu hỏi này.
Để làm điều đó, các nhà khoa học cho biết họ sẽ cần sử dụng kính viễn vọng bao phủ một phạm vi bước sóng rộng, như họ đã làm với ba vật thể đầu tiên. Mặc dù FBOT đã được chứng minh là hiếm và khó tìm hơn so với một số vật thể hy vọng, nhưng trong ban nhạc radio, chúng cũng sáng hơn nhiều so với những gì các nhà khoa học dự đoán, cho phép họ cung cấp dữ liệu khá toàn diện ngay cả trên các sự kiện ở xa.
Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia là một cơ sở của Quỹ khoa học quốc gia, được điều hành theo thỏa thuận hợp tác của Associated University, Inc. Nghiên cứu về CSS161010 được hỗ trợ một phần bởi Quỹ Heising-Simons, NASA và Quỹ khoa học quốc gia.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Đa phương tiện liên quan :
Tạp chí tham khảo :