Một nhóm nghiên cứu quốc tế đứng đầu bởi Đại học Tây Bắc (Mỹ) đang tiến gần hơn tới hiểu biết về một vật thể sáng bí ẩn đã bùng sáng trên bầu trời phía Bắc mùa hè vừa qua.
Vào ngày 17 tháng 6 năm 2018 vừa rồi, cặp kính thiên văn ở Hawaii thuộc khảo sát ATLAS đã phát hiện một vụ bùng sáng ngoạn mục và bất thường ở cách chúng ta khoảng 200 triệu năm ánh sáng trong chòm sao Hercules. Đối tượng này được đặt tên là AT2018cow, hay "The Cow" (Con bò). Nó bùng sáng rất nhanh và cũng mờ đi rất nhanh.
Sau khi kết hợp nhiều nguồn hình ảnh, bao gồm dải tia X và vô tuyến, nhóm nghiên cứu đã suy đoán ra rằng cặp kính thiên văn đã ghi hình được đúng thời điểm khi một ngôi sao sụp đổ để tạo thành một vật thể nén như lỗ đen hoặc sao neutron. Tàn dư còn lại chuyển động quanh chân trời sự kiện của lỗ đen là thứ gây ra ánh sáng mạnh đó.
Sự kiện hiếm hoi này sẽ giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về những quá trình vật lý đóng vai trò trong những giai đoạn đầu tiên của sự tạo thành lỗ đen hoặc sao neutron.
"Chúng tôi nghĩ rằng "Con Bò" là sự hình thành của một lỗ đen hoặc sao neutron đang được bồi tụ," Raffaella Margutti - tác giả chính của nghiên cứu - cho biết. "Từ lý thuyết, chúng tôi biết rằng các lỗ đen và sao neutron hình thành khi các sao chết đi, nhưng chúng tôi chưa từng nhìn thấy chúng ngay khi chúng ra đời. Chưa bao giờ."
Margutti trình bày phát hiện của bà ở hội nghị lần thứ 233 của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ diễn ra vào 14h15 PST ngày mùng 10 tháng 1, tức 05h15 ngày 11/01/2019 theo giờ Việt Nam, tại Seattle. Nghiên cứu này sau đó sẽ được công bố trên Astrophysical Journal.
Margutti là giáo sư vật lý và thiên văn học ở Đại học Nghệ thuật và Khoa học thuộc Đại học Tây Bắc, đồng thời là thành viên của CIERA (Trung tâm khám phá và nghiên cứu lên ngành trong Vật lý thiên văn) - một trung tâm nghiên cứu của Đại học Tây Bắc với mục tiêu tập trung vào những nghiên cứu vật lý thiên văn dựa trên việc chú trọng các kết nối liên ngành.
Con bò gây tò mò
Sau khi được phát hiện, Con Bò đã ngay lập tức thu hút sự chú ý quốc tế và khiến các nhà thiên văn học phải gãi đầu.
"Chúng tôi đã cho rằng nó phải là một supernova," Margutti nói. "Nhưng cái mà chúng tôi quan sát được đã thách thức những quan niệm hiện tại của chúng tôi về cái chết của các sao."
Cụ thể, đối tượng này sáng gấp tới 10 đến 100 lần một supernova thông thường. Nó cũng sáng lên và biến mất nhanh hơn nhiều so với những vụ nổ sao đã biết, với các hạt được ném ra với vận tốc tới 30.000 km/s (10% vận tốc ánh sáng). Trong vòng 16 ngày, đối tượng đã phát ra hầu hết nặng lượng của nó. Trong một vũ trụ nơi mà có những sự kiện diễn ra trong hàng triệu hay hàng tỷ năm, khoảng thời gian hai tuần chỉ là một cái chớp mắt.
"Chúng tôi biết ngay rằng nguồn này đạt tới độ chói cực đại chỉ trong vài ngày," Margutti nói. "Nó đủ để khiến mọi người bất ngờ bởi nó quá bất thường, và ở thanh khoảng cách thiên văn thì nó ở quá gần."
Sử dụng các cơ sử quan sát của Đại học Tây Bắc đặt tại đài quan sát W.M.Keck ở Hawaii, đài MMT ở Arizona và kính thiên văn SoAR ở Chile, Margutti đã có một cái nhìn gần hơn vào đối tượng. Bà cùng nhóm của mình đã kiểm tra thành phần hóa học của Con Bò, qua đó phát hiện ra bằng chứng rõ ràng của hydro và heli. Việc đó loại trừ các mô hình về sự sáp nhập các vật thể nén - chẳng hạn như những sự kiện gây ra sóng hấp dẫn.
Chiến lược toàn diện
Các nhà thiên văn học thường nghiên cứu cái chết của các sao ở bước sóng biểu kiến, bằng cách sử dụng các kính thiên văn để thu ánh sáng tới từ chúng. Thay vì thế, nhóm của Margutti sử dụng một cách tiếp cận toàn diện hơn. Nhóm nghiên cứu quan sát đối tượng được phát hiện ở dải tia X, tia X mạnh (với năng lượng cao gấp 10 lần tia X thông thường), sóng vô tuyến và tia gamma. Việc đó cho phép họ tiếp tục nghiên cứu sự bất thường này rất lâu sau khi độ sáng ban đầu của nó đã tắt.
Sau khi ATLAS phát hiện đối tượng, nhóm của Margutti đã nhanh chóng tập hợp các quan sát nối tiếp về Con Bò được thực hiện bởi Tổ hợp kính thiên văn quang phổ hạt nhân của NASA (NuSTAR) và phòng thí nghiệm tia X mạnh INTEGRAL, tia X nhẹ ở XMM-Newton và các ăng ten vô tuyến của tổ hợp kính VLA.
Margutti cho rằng việc quan sát Con Bò sẽ có khả năng giúp sáng tỏ bí ẩn liên thiên hà này. Mặc dù luôn có các sao có thể sụp đổ thành lỗ đen, một lượng lớn vật chất quanh lỗ đen mới hình thành cản tầm nhìn của các nhà thiên văn học. May mắn thay, lượng vật chất chuyển động quanhh đối tượng mới phát hiện này chỉ bằng khoảng 1 phần 10 so với một vụ nổ sao thông thường. Sự vắng mặt của vật chất như vậy cho phép các nhà thiên văn học nhìn thẳng vào khu vực trung tâm của đối tượng và xác định được rằng nó là một lỗ đen hoặc sao neutron.
"Một 'bóng đèn' đang nằm sâu bên trong trung tâm của vụ nổ," Margutti nói. "Rất khó để quan sát được nó ở những vụ nổ sao thông thường. Nhưng Con Bò có rất ít khối lượng được ném ra, việc đó cho phép chúng tôi thu được trực tiếp bức xạ từ trung tâm của đối tượng."
Láng giềng thiên hà
Nhóm của Margutti cũng có lợi thế khi mà ngôi sao này ở khá gần TRái Đất. Mặc dù nó nằm ở một thiên hà khá xa có tên là CGCG 137-068, các nhà thiên văn học coi rằng như vậy là rất gần.
"Hai trăm triệu năm ánh sáng là khá gần chúng ta. Đây là vật thể gần nhất của loại này mà chúng ta từng tìm thấy," Margutti cho biết.
Nhóm nghiên cứu có sự tham gia của sinh viên đã tốt nghiệp Aprajita Hajela, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ Giacomo Terreran, Deanne Coppejans và Kate Alexander, cùng sinh viên năm thứ nhất Daniel Brethauer.
Bryan
Theo Science Daily
