Một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã phát hiện một phát xạ laser bất thường, cho thấy sự hiện diện của một hệ sao đôi ẩn trong trung tâm của tinh vân Con Kiến “ngoạn mục” này. Hiện tượng cực kỳ kiếm này liên quan đến cái chết của một sao và được phát hiện thông qua những quan sát tại đài quan sát không gian Herschel của Cơ quan không gian Châu Âu (ESA).
Khi những sao có khối lượng từ nhỏ đến trung bình như Mặt Trời của chúng ta tiến đến giai đoạn cuối trong cuộc đời, chúng trở thành sao lùn trắng và đặc. Trong quá trình này, chúng ném lớp khí và bụi ở phía ngoài vào không gian, tạo ra một vô số các hình dạng phức tạp được gọi là tinh vân hành tinh. Mặt Trời của chúng ta, một ngày nào đó, dự kiến cũng sẽ tạo thành một tinh vân như thế. Một tinh vân là một đám mây liên sao của bụi, hydro, heli và các khí bị ion hóa khác.
Tinh vân Con Kiến được đặt tên dựa vào hai phần của nó thứ giống như đầu và thân của một con kiến. Những quan sát gần đây của Herschel đã chỉ ra rằng cái chết đột ngột của sao trung tâm trong lõi của tinh vân Con Kiến thậm chí còn đáng chú ý hơn dự đoán ban đầu, được đưa ra dựa trên vẻ ngoài đầy màu sắc của nó trong những bức ảnh quan sát được – như những bức ảnh chụp bởi Kính thiên văn không gian Hubble của NASA/ESA.
Dữ liệu mới cho thấy tinh vân Con Kiến cũng phát ra những tia laser với cường độ mạnh từ lõi. Laser rất phổ biến trong cuộc sống hàng ngày trên Trái Đất, từ các hiệu ứng hình ảnh đặc biệt trong các buổi hòa nhạc đến chăm sóc sức khỏe và truyền thông. Tuy nhiên, trong không gian, phát xạ laser được phát hiện ở các bước sóng rất khác nhau và dưới những điều kiện nhất định. Chỉ một vài laser hồng ngoại không gian như thế này đã được phát hiện.
Một cách trùng hợp, nhà thiên văn học Donald Menzel, người đầu tiên quan sát và phân loại tinh vân hành tinh đặc biệt này vào những năm 1920 (tên gọi chính thức của nó Menzel 3 được đặt theo tên ông) cũng là một trong số những người đầu tiên đề xuất rằng trong những điều kiện nhất định “sự khuếch đại ánh sáng bằng phát xạ kích thích” (light amplification by stimulated emission of radiation) tự nhiên – viết tắt là laser – có thể xảy ra trong các tinh vân ở ngoài không gian. Ông đưa ra đề xuất này trước khi laser được phát hiện trong phòng thí nghiệm.
Tiến sĩ Isabel Aleman, tác giả chính của bài báo mô tả những kết quả mới, cho biết: “Chúng tôi đã phát hiện ra một loại phát xạ rất hiếm gọi là phát xạ laser tái tổ hợp hydro, thứ chỉ có thể được tạo ra trong những điều kiện vật lý rất khắt khe."
“Phát xạ như vậy chỉ được tìm thấy trong một số ít các vật thể trước đó và nó là một sự trùng hợp đáng mừng khi chúng tôi phát hiện được loại phát xạ mà Menzel đã đề xuất ở một trong những tinh vân hành tinh mà ông khám phá.”
Loại bức xạ laser này cần khí có mật độ cao ở gần sao chủ. Việc so sánh các quan sát với mô hình cho thấy mật độ của khí phát ra laser đặc hơn khoảng mười nghìn lần mật độ khí trong các tinh vân hành tinh thông thường và trong các phần khác của tinh vân Con Kiến.
Thông thường, khu vực gần sao chết – ở đây “gần” sẽ bằng khoảng cách từ Mặt Trời đến Sao Thổ - khá là trống, bởi vật chất đã bị đẩy hết ra bên ngoài. Bất kỳ khí nào sót lại sẽ sớm rơi trở lại vào nó.
Giáo sư Albert Zijlstra, đồng tác giả, đến từ Trung tâm Vật lý thiên văn Jodrell Bank tại Đại học Manchester, cho biết thêm: “Cách duy nhất để giữ lớp khí dày đặc này gần với sao chủ là trong trường hợp nó quay quanh sao chủ ở dạng đĩa. Trong tinh vân này, chúng tôi thực sự đã quan sát được một đĩa đặc ở khu vực chính giữa với vị trí quan sát từ phía rìa tinh vân. Hướng quan sát này giúp khuếch đại tín hiệu laser. Đĩa này cho thấy có tồn tại thêm một vật thể đồng hành khác, bởi vì rất khó để khí thoát ra từ một sao có thể tạo thành quỹ đạo đĩa trừ khi có một sao đồng hành làm lệch nó đúng hướng. Laser đã cung cấp cho chúng ta một cách thăm dò độc đáo đĩa vật chất xung quanh một ngôi sao đang chết, ở sâu bên trong tinh vân hành tinh.”
Các nhà thiên văn học hiện vẫn chưa quan sát được sao thứ hai, đang bị ẩn trong trung tâm của Tinh vân con kiến này.
Goran Pilbratt, nhà khoa học dự án Herschel của ESA, cho rằng: “Đó là một kết luận tốt đẹp khi nó đem đến cho Herschel sứ mệnh kết nối hai khám phá của Menzel từ gần một thế kỉ trước.”
Bài báo được công bố trùng với Ngày Quốc tế Ánh sánh đầu tiên của UNESCO, và nó kỷ niệm lần đầu tiên laser hoạt động thành công vào năm 1960 của nhà vật lý, kỹ sư Theodore Maiman.
Thu Trang
Theo Space Daily
