Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học đã xác định ngôi sao nhị phân Eta Carinae là một nguồn mới cho bức xạ gamma vũ trụ năng lượng rất cao (VHE). Eta Carinae nằm cách 7500 ánh sáng trong chòm sao Carina trên bầu trời phía Nam và, dựa trên dữ liệu thu thập được, phát ra tia gamma có năng lượng lên tới 400 gigaelectronvolts (GeV), gấp 100 tỷ lần năng lượng của ánh sáng khả kiến.
Các nhà khoa học đã xác định ngôi sao nhị phân Eta Carinae là một nguồn mới cho bức xạ gamma vũ trụ năng lượng rất cao (VHE). Eta Carinae nằm cách 7.500 ánh sáng trong chòm sao Carina trên bầu trời phía Nam và dựa trên dữ liệu thu thập được, phát ra tia gamma có năng lượng lên tới 400 gigaelectronvolts (GeV), gấp 100 tỷ lần năng lượng của ánh sáng khả kiến.
Với một kính viễn vọng chuyên dụng ở Namibia, một nhóm các nhà nghiên cứu do DESY dẫn đầu đã chứng minh một loại sao nhị phân nhất định là một loại nguồn mới cho bức xạ gamma vũ trụ năng lượng rất cao. Eta Carinae nằm cách 7500 ánh sáng trong chòm sao Carina (keel của tàu) trên bầu trời phía Nam và, dựa trên dữ liệu thu thập được, phát ra tia gamma với năng lượng lên tới 400 gigaelectronvolts (GeV), gấp 100 tỷ lần năng lượng của ánh sáng khả kiến. Nhóm nghiên cứu do Stefan Ohm, Eva Leser và Matthias Füßling đứng đầu đang trình bày những phát hiện của mình, được thực hiện tại Hệ thống lập thể năng lượng cao quan sát tia gamma (HESS), trong tạp chí Astronomy & Astrophysics. Một hình ảnh động đa phương tiện đi kèm giải thích hiện tượng này. “Với những hình ảnh trực quan như vậy, chúng tôi muốn làm cho niềm đam mê nghiên cứu trở nên hữu hình”, Christian Stegmann, Giám đốc Vật lý Astroparticle của DESY nhấn mạnh.
Eta Carinae là một hệ thống nhị phân của các siêu anh hùng, bao gồm hai “người” khổng lồ xanh, một “người” khoảng 100 lần, “người” kia khoảng 30 lần khối lượng mặt trời của chúng ta. Hai ngôi sao quay quanh nhau cứ sau 5,5 năm theo quỹ đạo hình elip rất lệch tâm, sự phân tách của chúng khác nhau giữa khoảng cách từ Mặt trời của chúng ta đến Sao Hỏa và từ Mặt trời đến Sao Thiên Vương. Cả hai ngôi sao khổng lồ này đều thổi những luồng gió sao siêu dày đặc, siêu âm ra ngoài không gian. Trong quá trình đó, phần lớn hơn của hai người mất một khối lượng tương đương với toàn bộ Mặt trời của chúng ta chỉ trong 5000 năm hoặc lâu hơn. Loại nhỏ hơn tạo ra một luồng gió nhanh di chuyển với tốc độ khoảng mười một triệu km mỗi giờ (khoảng một phần trăm tốc độ ánh sáng).
Một mặt trận chấn động khổng lồ được hình thành ở khu vực nơi hai cơn gió sao này va chạm, làm nóng vật liệu trong gió đến nhiệt độ cực cao. Ở khoảng 50 triệu độ C, vấn đề này tỏa ra rực rỡ trong phạm vi tia X. Tuy nhiên, các hạt trong gió sao không đủ nóng để phát ra bức xạ gamma. “Tuy nhiên, các vùng xung kích như thế này thường là các vị trí nơi các hạt hạ nguyên tử được gia tốc bởi các trường điện từ phổ biến mạnh”, Ohm, người đứng đầu nhóm HESS tại DESY giải thích. Khi các hạt được tăng tốc nhanh chóng, chúng cũng có thể phát ra bức xạ gamma. Trên thực tế, các vệ tinh “Fermi” được điều hành bởi cơ quan vũ trụ Hoa Kỳ NASA và AGILE, thuộc cơ quan vũ trụ ASI của Ý, đã phát hiện ra tia gamma năng lượng lên tới khoảng 10 GeV đến từ Eta Carinae năm 2009.
“Các mô hình khác nhau đã được đề xuất để giải thích cách thức bức xạ gamma này được tạo ra,” báo cáo của Füßling. “Nó có thể được tạo ra bởi các electron gia tốc hoặc bởi các hạt nhân nguyên tử năng lượng cao.” Xác định kịch bản nào trong hai kịch bản này là chính xác là rất quan trọng: hạt nhân nguyên tử rất năng lượng chiếm phần lớn trong cái gọi là Tia vũ trụ, một cơn mưa vũ trụ hạ nguyên tử tấn công Trái đất liên tục từ mọi hướng. Mặc dù nghiên cứu mạnh mẽ trong hơn 100 năm, các nguồn của Tia vũ trụ vẫn chưa được biết đến một cách thấu đáo. Do các hạt nhân nguyên tử tích điện bị lệch bởi từ trường vũ trụ khi chúng đi qua vũ trụ, nên hướng mà chúng đến Trái đất không còn quay trở lại nguồn gốc của chúng nữa. Mặt khác, tia gamma vũ trụ không bị lệch. Vì thế,
“Trong trường hợp của Eta Carinae, các electron có thời gian đặc biệt khó khăn để được gia tốc lên năng lượng cao, bởi vì chúng liên tục bị từ trường làm chệch hướng trong quá trình tăng tốc, khiến chúng mất năng lượng trở lại”, Leser nói. “Bức xạ gamma năng lượng rất cao bắt đầu trên phạm vi 100 GeV, điều này khá khó giải thích ở Eta Carinae để xuất phát từ gia tốc electron.” Dữ liệu vệ tinh đã chỉ ra rằng Eta Carinae cũng phát ra bức xạ gamma vượt quá 100 GeV và HESS hiện đã thành công trong việc phát hiện ra bức xạ như vậy lên tới năng lượng 400 GeV trong khoảng thời gian chạm trán của hai người khổng lồ xanh vào năm 2014 và 2015. Điều này làm cho ngôi sao nhị phân là ví dụ đầu tiên được biết đến của một nguồn trong đó bức xạ gamma năng lượng rất cao được tạo ra bằng cách va chạm với các cơn gió sao.
“Phân tích các phép đo bức xạ gamma được thực hiện bởi HESS và các vệ tinh cho thấy rằng bức xạ có thể được giải thích tốt nhất là sản phẩm của hạt nhân nguyên tử tăng tốc nhanh chóng”, tiến sĩ Ruslan Konno của DESY, người đã công bố một nghiên cứu đồng hành, cùng với các nhà khoa học từ Viện Vật lý hạt nhân Max Planck ở Heidelberg. “Điều này sẽ làm cho các vùng xung kích của gió sao va chạm trở thành một loại máy gia tốc hạt tự nhiên mới cho các tia vũ trụ.” Với HESS, được đặt theo tên của người phát hiện ra Tia vũ trụ, Victor Franz Hess và Kính viễn vọng Cherenkov (CTA) sắp tới, đài quan sát tia gamma thế hệ tiếp theo hiện đang được xây dựng ở vùng cao nguyên Chile, các nhà khoa học hy vọng sẽ điều tra được hiện tượng này chi tiết hơn và khám phá nhiều nguồn hơn của loại này.
“Tôi thấy khoa học và nghiên cứu khoa học cực kỳ quan trọng”, Nicolai, người nhìn thấy sự tương đồng gần gũi trong công việc sáng tạo của các nghệ sĩ và nhà khoa học. Đối với ông, sự hấp dẫn của tác phẩm này cũng nằm trong sự trung gian nghệ thuật của các kết quả nghiên cứu khoa học: “đặc biệt thực tế đó không phải là nhạc phim, nhưng có một tham chiếu chân thực đến hiện thực”, nhạc sĩ và nghệ sĩ nhấn mạnh. Cùng với âm thanh được sáng tác riêng, sự hợp tác độc đáo này của các nhà khoa học, họa sĩ hoạt hình và nhạc sĩ đã tạo ra một tác phẩm đa phương tiện đưa người xem vào một hành trình phi thường đến một ngôi sao đôi siêu hạng cách đó 7500 năm ánh sáng.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :