Supernova là những vụ nổ lớn đánh dấu sự kết thúc bi thảm của cuộc đời các sao nặng. Trong sự kiện này, ngôi sao giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ, thường sáng hơn tổng ánh sáng từ tất cả các sao trong thiên hà chủ chỉ trong một khoảng thời gian rất ngắn. Vụ nổ tạo ra các nguyên tố nặng và phân tán chúng ra không gian liên sao để góp phần vào sự hình thành của các sao và hành tinh mới.
Supernova gần nhất trong những năm gần đây xảy ra ở thiên hà Mây Magellan Lớn (LMC) vào năm 1987 (được ký hiệu là SN1987A). Mới đây, một nhóm các nhà thiên văn học đã rà soát một lượng lớn dữ liệu để xem liệu họ có thể phát hiện ra sóng hấp dẫn từ tàn dư của nó hay không.
Phần lớn cuộc đời của một ngôi sao khá ổn định. Khi một ngôi sao tiếp tục già đi, phản ứng nhiệt hành trong lòng nó tạo ra một lực đẩy ra phía ngoài, cân bằng với sự nén vào của lực hấp dẫn có xu hướng làm sụp đổ ngôi sao.
Khi các ngôi sao như Mặt Trời chết đi, có một giai đoạn mà lực nhiệt hạch vượt trội hơn lực hấp dẫn và các lớp ngoài được bị thổi bay vào không gian qua các giai đoạn sao khổng lồ đỏ và tinh vân hành tinh. Đối với các sao lớn hơn, từ khoảng tám lần khối lượng Mặt Trời trở lên, lực hấp dẫn vượt trội hơn lực nhiệt hạch, lực đẩy ra này cuối cùng dừng lại và khiến ngôi sao sụp đổ. Quá trình này được gọi là supernova. Sau quá trình này, lõi của ngôi sao thường trở thành một sao neutron hoặc lỗ đen.
Năm 1987. một ngôi sao đã phát nổ trong LMC, và mặc dù nó cách Trái Đất tới 168.000 năm ánh sáng, nó đã mang lại cho các nhà thiên văn học một cơ hội tuyệt vời để nghiên cứu một supernova từ khoảng cách gần, gần hơn bao giờ hết. Tại trung tâm của tàn dư supernova đang mở rộng chậm là một sao neutron (NS1987A - việc phát hiện sự có mặt của các neutrino đã xác nhận điều này), là phần còn lại của ngôi sao ban đầu. Khi lõi sụp đổ, tất cả các proton và electron hợp nhất với nhau để tạo thành một khối neutron khổng lồ với đường kính khoảng 20 km.
Các sao neutron không hoàn hảo, bề mặt của chúng có thể có những khiếm khuyết và khi chúng quay, những gờ và lồi lõm - dù nhỏ đến đâu - có khả năng gây ra sóng hấp dẫn. Như tên gọi của chúng, sóng hấp dẫn là những gợn sóng giống như sóng trên đại dương nhưng thay vì lan truyền qua nước, chúng lan truyền qua không gian và thời gian. Những sóng đầu tiên được phát hiện vào năm 2015 bằng cách sử dụng Đài Quan sát Sóng Hấp dẫn Giao thoa kế Laser (LIGO).
Tsvi Piran và Takashi Nakamura đã đề xuất từ năm 1988 rằng có thể có khả năng phát hiện sóng hấp dẫn từ các sao neutron nhưng đến tận khi các đài quan sát sóng hấp dẫn như LIGO đi vào hoạt động thì khả năng chứng minh điều này mới trở thành hiện thực. Vào năm 2022, một nỗ lực không thành công đã được thực hiện để phát hiện sóng hấp dẫn từ NS1987A sử dụng hệ thống LIGO đã nâng cấp và một đài quan sát sóng hấp dẫn khác gọi là VIRGO. Cuộc tìm kiếm nhằm vào dải tần số từ 75 đến 275 Hz.
Trong một bài báo vừa được đăng trên arXiv, nhóm nghiên cứu gồm Benjamin J. Owen, Lee Lindblom, Luciano Soares Pinheiro và Binod Rajbhandari mô tả một nỗ lực tiếp theo sử dụng dữ liệu từ LIGO và một bộ dữ liệu khác từ VIRGO. Trong nỗ lực này, họ đã mở rộng dải tần số từ 35 đến 1050 Hz. Thật không may, cuộc tìm kiếm một lần nữa lại không thành công, nhưng nhóm nghiên cứu vẫn chưa bỏ cuộc.
Các cuộc tìm kiếm tiếp theo được lên kế hoạch sử dụng dữ liệu từ LIGO và VIRGO và thậm chí là từ Cosmic Explorer khi nó đi vào hoạt động và hy vọng rằng cuối cùng sẽ tiết lộ sự có mặt sóng hấp dẫn từ các sao neutron trong những năm tới.
Bryan
Theo Phys.org
