Các nhà thiên văn học có thể vừa quan sát được “superkilonova” đầu tiên trong lịch sử - một sự kết hợp giữa supernova và kilonova. Đây là hai kiểu vụ nổ sao hoàn toàn khác nhau, và nếu phát hiện này được xác nhận, nó có thể làm thay đổi cách các nhà khoa học hiểu về sự sinh ra và cái chết của các ngôi sao.
Khi một ngôi sao có khối lượng lớn kết thúc vòng đời, các nhà thiên văn gọi vụ nổ nhiệt hạch dữ dội xảy ra sau đó là một supernova. Những cái chết ngoạn mục này để lại một tàn dư, nơi lõi của ngôi sao cũ hình thành một sao neutron cực đặc, hoặc thậm chí là một lỗ đen nếu khối lượng đủ lớn. Supernova là những sự kiện rất phổ biến trong vũ trụ; các nhà thiên văn thường xuyên quan sát thấy chúng xảy ra, với khoảng 20.000 vụ mỗi năm.
Hiếm gặp hơn rất nhiều là kilonova, cho đến nay chỉ mới có một sự kiện được xác nhận, được ghi nhận vào năm 2017. Mờ hơn supernova nhưng lại nổi bật hơn trong dữ liệu sóng hấp dẫn, các vụ nổ này là kết quả của sự va chạm giữa hai sao neutron. Chúng được cho là nguồn gốc chính của các nguyên tố nặng trong vũ trụ, bao gồm cả platinum và uranium.
Giờ đây, một nhóm nghiên cứu tin rằng họ đã quan sát được một supernova, sau đó chỉ vài giờ là một kilonova, cả hai đều xuất phát từ cùng một nguồn, làm dấy lên những câu hỏi về mối liên hệ giữa hai sự kiện này.
Sự kiện “superkilonova” tiềm năng này xảy ra vào ngày 18 tháng 8 năm 2025 và được phát hiện lần đầu bởi Đài quan sát Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser (LIGO). Được đặt tên là AT2025ulz, sự kiện này có tín hiệu sóng hấp dẫn rất giống với tín hiệu của kilonova năm 2017.
Sau khi được LIGO thông báo, các kính thiên văn điện từ (tức là tất cả các loại kính thiên văn quan sát ánh sáng khả kiến, tia X, hồng ngoại và sóng vô tuyến) đã nhanh chóng hướng về khu vực này để theo dõi hệ quả của vụ nổ.
“Ban đầu, trong khoảng ba ngày, vụ bùng phát trông giống hệt kilonova đầu tiên năm 2017,” Mansi Kasliwal, giám đốc Đài quan sát Palomar của Caltech, cho biết trong một thông cáo báo chí. “Mọi người đều tập trung cao độ để quan sát và phân tích nó, nhưng sau đó nó bắt đầu trông giống một supernova hơn, và một số nhà thiên văn đã mất hứng thú. Còn chúng tôi thì không.”
Nhóm của Kasliwal quan sát thấy ban đầu tín hiệu mạnh ở các bước sóng đỏ - bằng chứng cho sự hiện diện của các nguyên tố nặng mà người ta kỳ vọng sau một kilonova. Tuy nhiên, theo thời gian, tín hiệu trở nên sáng hơn và chuyển sang màu xanh lam, đồng thời dường như cho thấy sự xuất hiện của hydrogen, tất cả đều là những dấu hiệu gợi ý một supernova.
Bài toán này hiện vẫn chưa có lời giải, nhưng nhóm của Kasliwal đã đưa ra một giả thuyết hợp lý có thể giải thích những gì đang xảy ra.
Có thể khi ngôi sao gây ra AT2025ulz phát nổ dưới dạng supernova, nó không để lại một lõi, mà là hai. Hai sao neutron song sinh cực nhỏ này sau đó đã va chạm với nhau, tạo ra vụ nổ kép superkilonova.
Có một vài cách mà điều này có thể xảy ra, nhưng cả hai đều đòi hỏi ngôi sao ban đầu phải quay rất nhanh. Trong một kịch bản, sau khi supernova xảy ra, lõi của ngôi sao bị tách thành hai sao neutron thông qua một quá trình gọi là phân tách sao. Trong kịch bản thứ hai, một sao neutron đơn lẻ hình thành cùng với một đĩa vật chất bao quanh. Đĩa này về sau kết tụ lại thành một sao neutron nhỏ - một quá trình rất giống với sự hình thành hành tinh trong một hệ sao.
Ở thời điểm hiện tại, cả hai giả thuyết này vẫn chưa được kiểm chứng. Những sao neutron nhỏ như vậy chưa từng được quan sát (dù điều đó không loại trừ khả năng chúng tồn tại), và cũng có khả năng rằng sự kiện sóng hấp dẫn và vụ supernova được quan sát bằng bức xạ điện từ sau đó thực chất đến từ hai nguồn khác nhau nhưng nằm gần nhau.
“Chúng tôi chưa thể khẳng định chắc chắn rằng mình đã tìm thấy một superkilonova, nhưng dù sao đi nữa, sự kiện này cũng thực sự gây mở mang tầm mắt,” Kasliwal nói.
Cách duy nhất chắc chắn để xác nhận sự tồn tại của superkilonova là tiếp tục theo dõi và tìm kiếm các sự kiện tương tự trong tương lai, và sau AT2025ulz, cộng đồng thiên văn học chắc chắn sẽ dõi mắt theo sát hơn nữa.
Nghiên cứu này đã được công bố vào ngày 15 tháng 12 trên The Astrophysical Journal Letters.
Bryan
Theo Universetoday
