Một thời điểm nào đó trong khoảng vài triệu năm gần đây, một supernova không quá xa đã ném những hạt mang điện dưới dạng các tia vũ trụ về mọi hướng. Hạt nhân của các đồng vị phóng xạ sau một chặng đường dài cuối cùng cũng tới Trái Đất. Giờ đây, các nhà nghiên cứu ở Đại học Washington tại St.Louis đã tìm thấy những vết tích của trận dội bom này lên hành tinh chúng ta, rải những mảnh vụn nguyên tử liên sao vào Trái Đất.
Trong bài báo được công bố trên tạp chí Science, các nhà nghiên cứu thông báo kết quả của 17 năm quan sát bằng máy quang phổ đồng vị tia vũ trụ trên vệ tinh ACE (Advanced Composition Explorer ) của NASA. Trong suốt khoảng thời gian 17 năm, thiết bị này đã phát hiện được 15 hạt nhân đồng vị sắt 60, một sản phẩm của các vụ nổ supernova. Vì sắt 60 phân rã rất nhanh trong khi bản thân các tia vũ trụ không đạt được vận tốc ánh sáng, nên điều đó có nghĩa là supernova chỉ xảy ra ở khu vực lân cận.
"Sắt 60 được tạo thành ở các supernova, và nó có chu kì bán rã là 2,6 triệu năm, điều đó có nghĩa là có một supernova cách đây không quá lâu và không ở quá xa," Martin Israel, giáo sư vật lý đại học Washington, đồng tác giả nghiên cứu cho biết.
Theo giáo sư Israel, nguồn của đồng vị sắt 60 được tìm thấy này nhiều khả năng là một nhóm OB - một nhóm gồm nhiều sao nặng loại O hoặc B có đời sống ngắn và kết thúc bằng một vụ nổ supernova. Hạt nhân sắt được tìm thấy có thể được tạo ra từ một supernova và ngay sau đó một sao khác trong cùng cụm sao cũng phát nổ và gia tốc cho các hạt này.
Khác với tia gamma, các tia vũ trụ không đi theo một hướng duy nhất. Thay vào đó, chúng phóng ra theo mọi hướng. Theo Israel, việc gọi tia vũ trụ là "tia" (ray) là một sự nhầm lẫn về dùng từ, vì chúng không phải bức xạ điện từ gồm các photon năng lượng cao mà là các hạt vật chất. Nhiều supernova tạo ra các hạt nhân khác như niken, coban, sắt và nhiều nguyên tố nặng khác. Các sự kiện khác trong vũ trụ có thể làm tia vũ trụ bị chuyển hướng, khiến cho việc xác định điểm khởi đầu của chúng trở nên khó khăn.
"Khi các tia vũ trụ tới đây, chúng tới từ mọi hướng." Israel nói
Dạng bong bóng khổng lồ trong Mây Magellan lớn (LMC) - một thiên hà vệ tinh của Milky Way, được gây ra bởi các vụ nổ supernova trong thiên hà này. Tia vũ trụ có chứa sắt 60 ghi nhận được tới từ các vụ nổ có cùng cơ chế trong Milky Way
Israel và các đồng tác giả khẳng định rằng vì sự vắng mặt của các đồng vị kim loại có đời sống ngắn khác, supernova phải xảy ra cách đây ít nhất 100.000 năm, nhưng dưới 2 triệu năm trước. Những nghiên cứu khác về hạt nhân sắt 60 được tìm thấy ở đáy biển như đã công bố trên Nature, hay ở các mẫu đá Mặt Trăng đã công bố trên Physical Review Letters đều chứng thực điều này.
Israel cho biết các quan sát không thể thực hiện được nếu không có vệ tinh ACE làm việc liên tục suốt hơn một thập kỷ. Việc tìm kiếm sắt 60 trong các tia vũ trụ là một quá trình giống như mò kim đáy biển.
ACE được phóng lên quĩ đạo năm 1997 và được lên kế hoạch cho nhiệm vụ 5 năm nghiên cứu các hạt mang điện trong phạm vi 90 triệu dặm (~145 triệu km) quanh Trái Đất. Israel cho biết nhóm của ông không thu được kế quả trong nhiệm vụ 5 năm này, nhưng dữ liệu vẫn tiếp tục gửi về trong suốt 19 năm hoạt động của ACE và cuối cùng họ đã tìm thấy bằng chứng của sắt 60.
Cuối cùng, nghiên cứu này là một chương mới đối với nghiên cứu supernova. Nó mang lại một cái nhìn quan trọng vào cách mà vũ trụ đã tạo thành.
"Các nguyên tử tạo thành bạn và tôi, trừ hydro hình thành trực tiếp từ Big Bang, đều tới từ các quá trình của sao, tia vũ trụ cho chúng ta một cửa sổ để nhìn vào các quá trình xảy ra ở các sao." - Israel nói.
L.C
Theo Astronomy
