Ánh sáng từ ngôi sao nổ trong vũ trụ sơ khai có thể cách xa hơn 13,14 tỷ năm ánh sáng.
Một vụ nổ tia gamma được gọi là GRB 090429B là ứng cử viên hiện tại cho vật thể ở xa nhất trong vũ trụ. Vệ tinh NASA Swift Swift đã phát hiện ra nó vào tháng 4 năm 2009. Nó nằm cách khoảng 13,14 tỷ năm ánh sáng - xa hơn bất kỳ chuẩn tinh nào đã biết và có thể xa hơn bất kỳ vụ nổ thiên hà hoặc tia gamma nào đã biết trước đó ..
Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã trình bày nhiều dòng bằng chứng cho khoảng cách phá kỷ lục của GRB 090429B trong một bài báo đã được chấp nhận để xuất bản trong Tạp chí Vật lý thiên văn. Antonino Cucchiara, cựu sinh viên tốt nghiệp Đại học bang Pennsylvania, đã lãnh đạo nhóm.
Tín dụng hình ảnh: NASA / Hubble / Fox / Cucchiara / Levan / Tanvir
Vụ nổ tia gamma đặc biệt này được cho là đã phun trào từ siêu tân tinh, hay ngôi sao phát nổ, khi vũ trụ chưa đến 4% so với tuổi hiện tại - khoảng 520 triệu năm tuổi - và chưa đến 10% kích thước hiện tại. Derek Fox, phó giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn tại bang Pennsylvania và là đồng tác giả của bài báo, cho biết:
Thiên hà lưu trữ ngôi sao tiền thân của GRB 090429B thực sự là một trong những thiên hà đầu tiên trong vũ trụ. Vượt xa kỷ lục về khoảng cách vũ trụ có thể, GRB 090429B minh họa cách các vụ nổ tia gamma có thể được sử dụng để tiết lộ vị trí của các ngôi sao lớn trong vũ trụ sơ khai và để theo dõi các quá trình hình thành thiên hà và ngôi sao ban đầu dẫn đến vũ trụ giàu thiên hà chúng ta nhìn thấy xung quanh chúng ta ngày hôm nay.
Vụ nổ tia gamma, vụ nổ sáng nhất được biết, xảy ra ở đâu đó trong vũ trụ quan sát được với tốc độ khoảng hai mỗi ngày. Nhờ độ sáng cực cao của chúng, các vụ nổ tia gamma có thể được phát hiện bởi Swift và các đài quan sát vệ tinh khác ngay cả khi chúng xảy ra ở khoảng cách hàng tỷ năm ánh sáng. Trong khi các vụ nổ chỉ tồn tại trong vài phút, thì ánh sáng mờ dần của chúng vẫn có thể quan sát được từ các cơ sở thiên văn hàng đầu trong nhiều ngày đến vài tuần. Các nghiên cứu chi tiết về hậu quả trong thời gian này, khi khả thi, cho phép các nhà thiên văn học đo khoảng cách đến vụ nổ.
GRB 090429B được đặt tên cho ngày 29 tháng 4 năm 2009 khi nó được phát hiện. Tín dụng hình ảnh: Đài thiên văn Gemini / AURA / Levan / Tanvir / Cucchiara
Các phép đo lượng dư này đã được sử dụng để xác định kỷ lục khoảng cách vũ trụ vào năm 2009 đối với vụ nổ tia gamma trước đó, GRB 090423, ở khoảng cách 13,04 tỷ năm ánh sáng từ Trái đất, khiến nó tạm thời là vật thể xa nhất trong vũ trụ. đã bị vượt qua bởi những khám phá thiên hà vào năm 2010 và 2011 đã đẩy biên giới vũ trụ lên tới 13,07 tỷ năm ánh sáng, và có khả năng hơn nữa.
Cucchiara, hiện tại Đại học California, Berkeley, cho biết:
Ước tính cực đoan của chúng tôi về khoảng cách tới GRB 090429B làm cho điều này trở thành một kiểu 'trả thù các vụ nổ'. Một vụ nổ tia gamma lại một lần nữa tranh giành danh hiệu vật thể xa nhất trong vũ trụ - vượt xa các quasar xa nhất được biết đến trước đây và các thiên hà.
Chưa đầy một tuần sau khi GRB 090423 lập kỷ lục trên toàn thế giới, vụ nổ mới này, GRB 090429B, đã xuất hiện trên bầu trời với các đặc tính tương tự đáng ngờ. Cũng như vụ nổ trước, GRB 090429B là một sự kiện tồn tại trong thời gian ngắn, kéo dài chưa đến 10 giây và các quan sát Swift tự động cho thấy nó có một tia sáng X-quang tương đối mờ. Cucchiara, sau đó là một sinh viên tốt nghiệp tại bang Pennsylvania, thức dậy vào buổi sáng sớm để quan sát trực tiếp tại kính viễn vọng Gemini North trên Mauna Kea, Hawaii, nơi ông hy vọng sẽ tìm ra bản chất của vụ nổ này. Làm việc với các đồng tác giả Andrew Levan của Đại học Warwick, Nial Tanvir của Đại học Leicester và giám sát viên luận án Derek Fox của bang Pennsylvania, Cucchiara nhận thấy rằng, trong khi các tia sáng có thể nhìn thấy được trong các quan sát hồng ngoại, không thể phát hiện ra ánh sáng quang học. Hành vi này loại bỏ hành vi của người Viking là một chữ ký đặc biệt của các vật thể ở xa nhất và đã được sử dụng để xác định ban đầu tất cả các quasar, thiên hà và vụ nổ tia gamma ở xa nhất.
Tín dụng hình ảnh: NASA / Swift / Stefan Immler
Cucchiara đã yêu cầu quang phổ ngay lập tức của GRB 090429B từ các toán tử Gemini, điều này sẽ cung cấp một phép đo chính xác về khoảng cách đến vụ nổ. Thật không may, ngay khi quang phổ sắp được chụp, những đám mây đã thổi qua đỉnh Mauna Kea và che giấu những vầng hào quang khỏi tầm nhìn. Đến đêm hôm sau, hào quang quá mờ nhạt để mang lại một quang phổ hữu ích, và trong những đêm tiếp theo, nó mờ dần hoàn toàn khỏi tầm nhìn. Cucchiara nói:
Thật là bực bội khi mất đi sự bùng nổ này, nhưng những gợi ý mà chúng tôi đã rất phấn khích không có cơ hội để chúng tôi để nó đi.
Quyết tâm không để GRB 090429B trở thành vụ nổ mà đã biến mất, nhóm nghiên cứu đã mất hai năm để kiểm tra dữ liệu của họ để xem liệu vụ nổ có thực sự là một phá vỡ kỷ lục ứng cử viên hay có thể là vụ nổ bị che khuất một phần trong thiên hà ở một khoảng cách ít kịch tính hơn. Điều quan trọng, công việc này có nghĩa là thu thập dữ liệu mới - quan sát sâu sắc với Gemini và Kính viễn vọng Không gian Hubble sẽ tiết lộ một thiên hà ở vị trí nổ trong bất kỳ kịch bản ít kịch tính nào. Bằng chứng này, bao gồm cả thiên hà mất tích, chỉ ra rằng vụ nổ là rất có thể - cơ hội 99,3% - là vụ nổ vũ trụ xa nhất, vượt xa kỷ lục do GRB 090423 thiết lập.
Levan, tác giả thứ hai của tờ giấy, đã thêm:
Giống như các chính trị gia hay thí sinh tài năng xuất sắc nhất, chúng tôi càng kiểm tra sự bùng nổ này, nó trông càng đẹp.
Liệu GRB 090429B có phải là vật thể xa nhất trong vũ trụ hay không phụ thuộc vào một số yếu tố không được biết chính xác. Đầu tiên, nó phải nằm ngoài khoảng cách 13,07 tỷ năm ánh sáng tới một thiên hà được báo cáo vào năm 2010 bởi một nhóm các nhà thiên văn học do Matthew Lehnert dẫn đầu tại Observatoire de Paris. Điều này rất có thể là trường hợp, với xác suất 98,9%, nhưng không chắc chắn. Nó cũng phải nằm ngoài khoảng cách của một thiên hà được báo cáo vào năm 2011 bởi một nhóm các nhà thiên văn học do Rychard Bouwens ở U.C. Santa Cruz. Điều này có thể dễ hoặc khó: Nhóm Bouwens ước tính rằng có 20% khả năng thiên hà của họ không phải là một phá vỡ kỷ lục, mà chỉ đơn giản là một thiên hà mờ nhạt ở khoảng cách tương đối khiêm tốn; mặt khác, nếu thiên hà Bouwens là một kỷ lục phá vỡ kỷ lục, thì thực sự rất xa, từ 13,11 đến 13,28 tỷ năm ánh sáng, và chỉ có 4,8% khả năng GRB 090429B còn xa hơn thế. Nhìn chung, và coi những điều không chắc chắn này là hoàn toàn dễ hiểu, có 23% khả năng GRB 090429B hiện là vật thể xa nhất được biết đến trong Vũ trụ, các nhà thiên văn học cho biết.
Với may mắn hơn, hoặc các cơ sở tiên tiến hơn, trong tương lai có thể sử dụng các hậu quả sáng chói của các vụ nổ như GRB 090423 và GRB 090429B để khám phá các điều kiện hình thành sao và thiên hà ở các thời kỳ vũ trụ sơ khai này một cách chi tiết.
Cáo nói:
Khám phá các vụ nổ cực kỳ xa là khá thú vị, nhưng chúng tôi nghi ngờ có rất nhiều thông tin trong các vụ nổ, đang chờ chúng tôi, mà chúng tôi vẫn chưa truy cập.
Tóm tắt: Vụ nổ tia gamma GRB 090429B có thể là vật thể ở xa nhất được phát hiện trong vũ trụ. Nó được ước tính ở khoảng cách 13,14 tỷ năm ánh sáng và lần đầu tiên được phát hiện bởi vệ tinh NASA Từ Swift vào tháng 4 năm 2009. Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế do Antonino Cucchiara dẫn đầu đã trình bày bằng chứng của họ trong một bài báo được chấp nhận để công bố trên Tạp chí vật lý thiên văn.
Đại học bang Pennsylvania