Buzz
Một nhóm các nhà thiên văn học gần đây đã phát hiện một vụ nổ sóng vô tuyến nhanh (FRB) từ một vùng xa xôi trong vũ trụ, nơi không có những điều kiện lý tưởng để hình thành những vụ nổ kiểu này. Phát hiện này không chỉ đặt ra những câu hỏi với các lý thuyết hiện tại về FRB mà còn mở ra một bước ngoặt mới trong việc nghiên cứu các hiện tượng kỳ bí của vũ trụ.
Tín hiệu kỳ bí từ vũ trụ
Calvin Leung, nhà thiên văn học tại Đại học California, Berkeley, đã dành rất nhiều thời gian phân tích dữ liệu từ một kính viễn vọng vô tuyến mới, vừa được đưa vào sử dụng vào mùa hè năm ngoái. Mục tiêu chính của ông là tìm ra nguồn gốc của những vụ nổ sóng vô tuyến nhanh (FRB - những xung năng lượng cực mạnh chỉ tồn tại trong vài mili giây nhưng có thể phát ra từ những vùng không gian xa xôi, đến hàng tỷ năm ánh sáng). FRB trước đây thường được cho là bắt nguồn từ các magnetar - những ngôi sao neutron quay nhanh với từ trường siêu mạnh, hình thành từ sự sụp đổ của những ngôi sao khổng lồ.
Tuy nhiên, dữ liệu mới nhất đã đem lại một cú sốc lớn. Nhóm nghiên cứu của Leung phát hiện rằng vụ nổ FRB 20240209A lại xuất phát từ vùng ngoại ô của một thiên hà cổ xưa đã không còn hoạt động, tức là không có các ngôi sao trẻ để tạo ra FRB như lý thuyết hiện hành dự đoán.
Thiên hà đã tắt nhưng vẫn có FRB?
Thiên hà này, cách Trái Đất 2 tỷ năm ánh sáng, có tuổi thọ lên đến 11,3 tỷ năm và nặng hơn Mặt Trời khoảng 100 tỷ lần. Đó là một thiên hà hình elip cổ xưa, nơi quá trình hình thành sao đã ngừng từ lâu. Theo những kiến thức hiện tại, nếu không còn những ngôi sao trẻ, sẽ không thể hình thành magnetar - được coi là nguồn gốc của FRB. Tuy nhiên, một vụ nổ FRB vẫn xuất hiện từ thiên hà này.
Khi nhóm nghiên cứu phát hiện ra vị trí của vụ nổ, tất cả chúng tôi đều bất ngờ. Đây là lần đầu tiên một FRB được phát hiện ngoài một thiên hà đã không còn hoạt động, Vishwangi Shah, nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học McGill, Canada, chia sẻ. "Điều này dấy lên câu hỏi: Làm sao một hiện tượng năng lượng mạnh mẽ như vậy lại xuất hiện ở một nơi mà các quá trình tạo sao gần như đã ngừng lại?".
Mở rộng tầm quan sát nhờ hệ thống kính viễn vọng hiện đại
Để xác định nguồn gốc của vụ nổ, nhóm nghiên cứu đã tận dụng một mạng lưới các kính viễn vọng vô tuyến mạnh mẽ, bao gồm cả hệ thống CHIME (Thí nghiệm Lập bản đồ Cường độ Hydro Canada). Kết hợp dữ liệu từ các kính viễn vọng khác nhau, Leung và Shah đã có thể xác định vị trí của vụ nổ với độ chính xác cực cao, gần như tương đương với độ rộng của một sợi tóc khi nhìn từ khoảng cách của một cánh tay.
Hơn nữa, một mảng kính viễn vọng vô tuyến mới tại Đài quan sát Hat Creek, Bắc California, đã được đưa vào hoạt động để hỗ trợ việc xác định vị trí các FRB. Khi kết hợp với ba kính viễn vọng khác, hệ thống này sẽ giúp xác định nguồn gốc của ít nhất một FRB mỗi ngày, điều này sẽ hỗ trợ việc thu thập thêm dữ liệu về hiện tượng bí ẩn này.
Với sự trợ giúp của các kính viễn vọng mới, Leung cho biết, "Chúng tôi có thể lần theo dấu vết FRB với độ chính xác cao hơn bao giờ hết. Trước kia, chỉ có một vài FRB được xác định nguồn gốc rõ ràng, nhưng hiện tại, chúng tôi có cơ hội để làm điều đó thường xuyên hơn".
Thách thức các lý thuyết hiện tại
Việc phát hiện FRB trong một thiên hà đã chết đã tạo ra nhiều câu hỏi về nguồn gốc thực sự của các vụ nổ này. Nếu không phải là magnetar, vậy thì FRB 20240209A do đâu mà có? Một giả thuyết mới cho rằng vụ nổ có thể bắt nguồn từ một cụm sao cầu—những nhóm sao già với mật độ cao, thường nằm ở vùng ngoại vi của thiên hà.
Tuy nhiên, giả thuyết này vẫn chưa thể thuyết phục hoàn toàn, bởi vì một FRB từng được xác định có nguồn gốc từ một cụm sao cầu lại đến từ một thiên hà vẫn còn đang hình thành sao, chứ không phải một thiên hà elip đã "chết" từ lâu. Điều này gợi ý rằng có thể tồn tại một cơ chế khác, vượt xa khả năng giải thích của khoa học hiện tại, đứng sau sự hình thành của FRB.
"Rõ ràng còn rất nhiều điều cần khám phá về FRB. Môi trường xung quanh những vụ nổ này có thể là chìa khóa để chúng ta hiểu rõ hơn về chúng," Tarraneh Eftekhari, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Đại học Northwestern, chia sẻ.
Liệu đây có phải là chìa khóa giải mã bí ẩn vũ trụ?
FRB đã trở thành một trong những chủ đề nghiên cứu nóng nhất trong lĩnh vực vật lý thiên văn suốt thập kỷ qua. Kể từ khi vụ nổ FRB đầu tiên được phát hiện vào năm 2007, các nhà khoa học đã ghi nhận hơn 5.000 vụ nổ tương tự. Tuy nhiên, nguồn gốc và cơ chế tạo ra chúng vẫn là một ẩn số.
Các hệ thống kính viễn vọng vô tuyến hiện đại như CHIME và các thiết bị mới sẽ tiếp tục đóng vai trò quan trọng trong việc xác định thêm nhiều FRB và giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của chúng. "Chúng tôi hy vọng sẽ tìm ra nguồn gốc thực sự của FRB trong thời gian tới," Leung chia sẻ. "Những dữ liệu mới sẽ giúp chúng ta trả lời một trong những câu hỏi lớn nhất của thiên văn học hiện đại".
Vụ nổ FRB 20240209A chỉ là một trong hàng nghìn sự kiện bí ẩn trong vũ trụ. Tuy nhiên, nếu con người có thể giải mã được hiện tượng này, đó có thể là bước ngoặt giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất vũ trụ và những quá trình vật lý kỳ lạ đang diễn ra trong không gian sâu thẳm.
