Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra hậu quả vô tuyến mờ nhạt của vụ nổ ma - một loại bùng nổ âm thanh vũ trụ - có thể là kết quả của một vụ nổ tia gamma kỳ lạ.
Nghệ sĩ khái niệm về một vụ nổ tia gamma sau vụ nổ lớn của một ngôi sao. Hai chùm tia gamma rất khó phát hiện trừ khi một trong số chúng hướng về Trái đất. Sự xuất hiện mạnh mẽ như vậy được cho là nguyên nhân của vụ nổ ma Ghost, trong đó một đài phát thanh mờ nhạt phát sáng vẫn có thể được phát hiện rất lâu sau khi sự kiện xảy ra. Hình ảnh qua NRAO.
Vũ trụ dường như là một nơi rất yên tĩnh, nơi không ai có thể nghe thấy bạn hét lên. Nhưng điều đó cũng không có nghĩa là nó cũng không hoạt động. Trên thực tế, vũ trụ có thể rất hỗn loạn - thậm chí là bạo lực - ví dụ, khi các ngôi sao nổ tung trong các siêu tân tinh. Thông thường, sự xuất hiện như vậy là khá dễ thấy. Những vụ phun trào khí và bụi bùng nổ này có thể được nhìn thấy trong nhiều năm ánh sáng. Nhưng bây giờ, các nhà thiên văn học đã tìm thấy bằng chứng đầu tiên cho một loại thảm họa sao khác biệt - một vụ nổ ma ma chưa từng thấy xảy ra vào những năm 1990 và sau đó mờ dần gần như tồn tại vào thời điểm đó, chỉ còn lại một bóng ma mờ nhạt ngày hôm nay .
Những phát hiện mới đã được công bố trong một bài báo đánh giá ngang hàng trong Tạp chí Vật lý thiên văn vào ngày 4 tháng 10 năm 2018.
Các nhà thiên văn học đã khám phá trong khi tìm kiếm thông qua dữ liệu từ kỷ nguyên đầu tiên quan sát về Khảo sát bầu trời VLA vào cuối năm 2017. Sự kiện vụ nổ - được gọi là FIRST J141918.9 + 394036 - cũng được gọi là một loại bùng nổ âm thanh vũ trụ, và được cho là thứ được gọi là hậu quả mồ côi, nơi một vụ nổ tia gamma mạnh mẽ (GRB) được tạo ra do sự sụp đổ của một ngôi sao khổng lồ trong thiên hà cách Trái đất gần 300 triệu năm ánh sáng.
Nếu điều này xảy ra, trong quá trình ngôi sao sụp đổ thành một ngôi sao dày đặc gọi là nam châm, hay nhiều khả năng là một lỗ đen.
Nó là đài phát thanh về vụ nổ ban đầu đã được phát hiện, mặc dù giờ nó đã gần như hoàn toàn mờ dần. Tuy nhiên, GRB này không thể được phát hiện bằng kính viễn vọng tia gamma, giống như GRB điển hình. Như Casey Law, một nhà thiên văn nghiên cứu trợ lý tại Đại học California, Berkeley đã giải thích:
Chúng tôi tin rằng chúng tôi là những người đầu tiên tìm thấy bằng chứng cho các vụ nổ tia gamma không thể phát hiện được bằng kính viễn vọng tia gamma. Chúng được gọi là các vụ nổ tia gamma ‘mồ côi, và nhiều GRB mồ côi như vậy được mong đợi trong các cuộc điều tra radio mới đang được tiến hành.
Một loạt các hình ảnh radio của FIRST J1419 + 3940, cho thấy sự mờ dần của nó từ năm 1993 đến 2017. Hình ảnh qua Law et al./Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF.
Bryan Gaensler tại Đại học Toronto, đồng tác giả của bài báo mới, nói thêm:
Đây là lần đầu tiên bất cứ ai cũng có thể nắm bắt được sự bùng nổ âm thanh từ vụ nổ GRB chưa từng thấy. Trong quá khứ, mọi người đã nhìn thấy vụ nổ và sau đó nhìn thấy sự bùng nổ, hoặc trong một hoặc hai lần đã thấy sự bùng nổ và sau đó nhìn lại và phục hồi vụ nổ sau khi thực tế. Nhưng ở đây, chúng ta đã thấy sự bùng nổ, và vụ nổ trước đó dường như bị mất tích hoàn toàn khi nhìn từ Trái đất.
FIRST J141918.9 + 394036 ở rất xa, nằm trong một thiên hà lùn 284 triệu năm ánh sáng từ Trái đất, đó có lẽ là một điều tốt. Nó nằm trong khu vực mà các ngôi sao mới vẫn được sinh ra, theo ghi nhận của Law:
Đây là một thiên hà nhỏ với sự hình thành sao hoạt động, tương tự như các thiên hà khác mà chúng ta đã thấy loại GRB tạo ra khi một ngôi sao rất lớn phát nổ.
Thông thường trong GRB, nguồn tia gamma - một luồng vật chất tương đối tính nổi lên từ vụ sáp nhập nổ - phải được chiếu thẳng vào Trái đất để được phát hiện. Người ta ước tính rằng chỉ có khoảng một trong số 100 GRB có thể được nhìn thấy từ Trái đất bằng Kính viễn vọng Không gian Tia Gamma của NASA. Theo luật:
GRB phát ra tia gamma của chúng trong các chùm tập trung hẹp. Trong trường hợp này, chúng tôi tin rằng các chùm tia được chỉ ra khỏi Trái đất, vì vậy kính viễn vọng tia gamma không nhìn thấy sự kiện này. Những gì chúng tôi tìm thấy là phát xạ vô tuyến từ hậu quả vụ nổ, hành động theo thời gian nhiều như chúng ta mong đợi đối với GRB.
Hoạt hình của các hình ảnh từ năm 1993 đến 2017 cho thấy sự phát xạ vô tuyến từ tia gamma của mồ côi mồ côi, mờ dần theo thời gian.
Hình ảnh thông qua Law et al./Bill Saxton / NRAO / AUI / NSF.
Con ma GRB mới được ước tính sẽ trở lại sáng hơn 50 lần vào năm 1993 so với ngày nay.
Vậy điều gì gây ra những vụ nổ ở nơi đầu tiên? Law nghĩ rằng chúng có trước sự hợp nhất của hai ngôi sao rất lớn - sao neutron - hoặc cái chết của một ngôi sao lớn, đơn lẻ, tạo ra một ngôi sao neutron có từ tính quay cực nhanh và được gọi là từ tính. Vụ nổ phát ra sóng vô tuyến dữ dội rồi dần dần biến mất; nam châm sau đó sẽ quay xuống và đôi khi phát ra những vụ nổ radio nhanh (FRBs), bản thân chúng là một hiện tượng độc đáo và khó hiểu. Nếu đó là một ngôi sao phát nổ, nó có thể đã hơn 40 lần khối lượng mặt trời của chúng ta.
FIRST J141918.9 + 394036 lần đầu tiên được xem là một điểm sáng trong một cuộc khảo sát trên bầu trời được thực hiện vào đầu những năm 1990 bởi đài quan sát đài phát thanh Karl G. Jansky Very Large Array ở New Mexico. Bây giờ nó mờ hơn nhiều và chỉ có thể được phát hiện bởi các kính thiên văn vô tuyến lớn. Theo ghi nhận của pháp luật:
Chúng tôi nghĩ, ‘thật là kỳ lạ. Độ sáng cực đại của nó trong những năm 90 là khá cao, vì vậy đó là một thay đổi lớn, lớn: về việc giảm 50 lần độ sáng. Về cơ bản chúng tôi đã trải qua mọi cuộc khảo sát radio, mọi dữ liệu radio chúng tôi có thể tìm thấy, mọi kho lưu trữ trên thế giới để ghép lại câu chuyện về những gì đã xảy ra với điều này.
Chúng tôi đã so sánh các hình ảnh từ các bản đồ cũ của bầu trời và tìm thấy một nguồn phát thanh không còn hiển thị ngày nay trong VLASS. Nhìn vào nguồn phát thanh trong các dữ liệu cũ khác cho thấy nó sống trong một thiên hà tương đối gần đó và vào những năm 1990, nó phát sáng như những vụ nổ lớn nhất được biết đến, vụ nổ tia gamma.
Đài quan sát đài phát thanh Karl G. Jansky Very Large Array ở New Mexico, được sử dụng để khám phá vụ nổ ma ma Hồi. Hình ảnh qua NRAO / AUI / NSF.
Law và các đồng nghiệp của ông sau đó đã phát hiện ra 10 bộ quan sát vô tuyến khác trên cùng một khu vực trên bầu trời, trong chòm sao Boötes, cho phép họ theo dõi sự xuất hiện và biến mất của vật thể. Phát xạ vô tuyến đầu tiên từ vụ nổ có thể đến Trái đất vào năm 1992 hoặc 1993, mặc dù không thực sự là lần đầu tiên phát hiện cho đến năm 1994.
Law đang hy vọng tìm thấy nhiều ví dụ về vụ nổ ma tương tự trong những năm tới.
Một phần của câu chuyện là về việc bầu trời thay đổi bao nhiêu, thậm chí trên quy mô thời gian dài này và mức độ khó để kiểm tra điều đó. Nó cũng là một phần về giá trị của các kỹ thuật khoa học dữ liệu mới. Rút ra thông tin từ các bộ dữ liệu phong phú và đa dạng này đang giúp chúng ta làm khoa học tốt.
Điểm mấu chốt: Vụ nổ ma Ghost này là lần đầu tiên được phát hiện bởi các nhà thiên văn học, và sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ hơn về các hiện tượng vũ trụ kỳ lạ như GRB, FRB và tiến hóa sao nói chung.
Nguồn: Discovery of the Radio, Decades-Long, Extragalactic Radio Transient FIRST J141918.9 + 394036
Thông qua Tin tức Berkeley và Đại học Toronto và NRAO