Gần đây, các nhà khoa học đã báo cáo về phát hiện một ngôi sao có từ trường dữ dội và dày đặc, phóng ra nguồn năng lượng tương đương với một tỷ Mặt Trời chỉ trong một phần nhỏ của giây.
Loại sao này được gọi là sao từ - một sao neutron có từ trường đặc biệt mạnh, các sao từ thường bùng phát một cách ngoạn mục mà không hề có dấu hiệu báo trước. Mặc dù các sao từ có thể sáng hơn Mặt Trời của chúng ta hàng nghìn lần, nhưng các vụ phun trào lại diễn ra rất ngắn và không thể đoán trước khiến chúng trở thành một thách thức cho các nhà thiên văn muốn tìm kiếm và nghiên cứu.
Tuy nhiên, gần đây các nhà khoa học đã tìm cách bắt được những vụ bùng phát này và tính toán độ sáng dao động của một sao từ khi nó phun trào.Họ đã phát hiện ra rằng, những sao từ ở xa giải phóng một nguồn năng lượng tương đương với 100.000 năm phát sáng của Mặt Trời chỉ trong 1/10 giây.
Một sao neutron hình thành khi một sao lớn sụp đổ vào cuối cuộc đời của nó. Khi sao chết trong một vụ nổ supernova, các proton và electron trong lõi bị nghiền nát và nén thành một khối nặng khoảng Mặt Trời, được kết hợp bởi lực hấp dẫn cực mạnh, tốc độ tự quay cao và từ trường mạnh mẽ. Kết quả tạo ra một sao neutron, có khối lượng từ 1,3 đến 2,5 khối lượng Mặt Trời (khoảng 330.000 lần Trái Đất) - nhồi nhét trong một khối cầu có đường kính chỉ có 20 km (12 dặm).
Theo NASA, vật chất trong sao neutron được nén dày đặc đến mức một lượng nhỏ có kích thước bằng chỉ một viên đường sẽ nặng gần 1 tỷ tấn (900 triệu tấn), và lực hấp dẫn của sao neutron mạnh đến mức một viên kẹo dẻo nếu đi qua sẽ va vào bề mặt của sao đó với sức mạnh của 1000 quả bom nhiệt hạch.
Tác giả chính của nghiên cứu, giáo sư Alberto J. Castro-Tirado, thuộc Viện Vật lý Thiên văn Andalucía tại Hội đồng Nghiên cứu Tây Ban Nha, cho biết các sao từ là sao neutron có từ trường mạnh hơn 1000 lần so với các sao neutron thông thường, và mạnh hơn bất kì vật thể có từ tính nào trong vũ trụ.
“Ngay cả khi ở trạng thái không hoạt động, các sao từ đã có thể phát sáng gấp 100.000 lần so với Mặt Trời của chúng ta,” Castro-Tirado cho biết. "Nhưng trong trường hợp của vụ bùng phát chớp nhoáng mà chúng tôi đã nghiên cứu - GRB2001415, năng lượng được giải phóng tương đương với năng lượng mà Mặt Trời tỏa ra trong 100.000 năm."
Một “quầng lửa khổng lồ”
Victor Reglero, Giám đốc Phòng thí nghiệm xử lý hình ảnh tử ngoại, đồng tác giả nghiên cứu đã cho biết sao từ tạo ra vụ phun trào ngắn ngủi này nằm tại thiên hà Sculptor, một thiên hà xoắn cách Trái Đất khoảng 13 triệu năm ánh sáng, và nó là "một con quái vật vũ trụ thực sự". Quầng lửa khổng lồ này được phát hiện vào ngày 15 tháng 4 năm 2020 bởi thiết bị theo dõi tương tác khí quyển-không gian (ASIM) lắp trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), nghiên cứu được đăng ngày 22 tháng 12 trên tạp chí Nature.
Trí tuệ nhân tạo (AI) trong hệ thống của ASIM đã dò ra vụ bùng phát, cho phép các nhà nghiên cứu phân tích sự gia tăng năng lượng dữ dội trong một khoảnh khắc đó; nó chỉ kéo dài 0,16 giây và sau đó tín hiệu giảm nhanh đến mức gần như không thể phân biệt được với các điểm nhiễu xung quanh trong dữ liệu. Các tác giả nghiên cứu đã dành hơn một năm để phân tích hai giây dữ liệu thu thập được của ASIM, chia sự kiện thành bốn giai đoạn dựa trên năng lượng phóng ra từ sao từ đó, sau đó đo các biến thể trong từ trường gây ra bởi xung năng lượng của sao tại thời điểm đỉnh cao.
"Cứ như là sao từ này đang quyết định báo tin về sự tồn tại của nó khỏi “sự cô độc trong vũ trụ” bằng cách hét vào không gian với sức mạnh của một tỷ Mặt Trời", Reglero nói.
Theo nghiên cứu, chỉ có khoảng 30 sao từ được xác định trong khoảng 3.000 sao neutron đã biết, và đây là vụ bùng phát từ xa nhất được phát hiện cho đến nay. Các nhà khoa học nghi ngờ rằng những vụ phun trào như phát hiện này có thể là do những hiện tượng được gọi là "chấn động sao" làm phá vỡ lớp vỏ đàn hồi của các sao từ, và quan sát hiếm có này có thể giúp các nhà nghiên cứu làm sáng tỏ những áp lực đã tạo ra sự dâng trào năng lượng của các sao từ.
Đắc Cường
Theo Livescience
