Vụ nổ kilonova phát ra nguồn sáng lớn gấp 10 lần so với dự đoán của các nhà khoa học

Chắc hẳn bất cứ ai trong số chúng ta đều từng nghe về khái niệm siêu tân tinh (supernova), một sự kiện thiên văn học biến đổi tức thời xảy trong giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa ở các sao có khối lượng lớn, mà một vụ nổ khổng lồ cuối cùng đánh dấu sự hủy diệt của ngôi sao đó. Nhưng đây không phải là vụ nổ ấn tượng duy nhất trong vũ trụ. Còn có kilonova - chấn động xảy ra khi hai ngôi sao neutron hoặc một sao neutron và lỗ đen va chạm và hợp nhất. Vụ nổ hoành tráng này làm bùng phát một lượng cực lớn tia gamma và tạo ra các nguyên tố nặng, cũng như bức xạ điện từ mạnh do quá trình phân rã phóng xạ.

Kilonova không phải là khái niệm mới, nhưng vẫn còn rất nhiều điều mà con người vẫn chưa biết về hiện tượng này. Các nhà khoa học mới đây đã tiến hành phân tích toàn diện về một vụ nổ Kilonova sáng nhất từng được quan sát với hi vọng có thể thu thập thêm những kiến thức mới quan trọng.

Có tên gọi GRB 200522A, vụ nổ kilonova cực lớn này được quan sát đầu tiên vào ngày 22 tháng 5 năm nay. Các nhà khoa học ước tính rằng ánh sáng phát ra từ vụ nổ đã di chuyển liên tục trong khoảng 5,47 tỷ năm để đến với Trái đất. Hàng loạt các hệ thống Kính viễn vọng Không gian tiên tiến nhất như Hubble và các tổ hợp kính thiên văn mặt đất khác trên toàn thế giới đã đồng loạt được sử dụng để quan sát hiện tượng thú vị này. Kết quả cho thấy lượng tia hồng ngoại phát ra từ vụ nổ nhiều hơn gấp 10 lần so với ước tính của các nhà khoa học. Điều này đặt ra nghi vấn về việc không ít lý thuyết đã được công nhận rộng rãi về kilonova có thể không thực sự chính xác.

“Các quan sát của Hubble đã tìm thấy sự phát xạ hồng ngoại cực lớn, là kết quả của quá trình tạo ra các nguyên tố nặng - như vàng, bạch kim và uranium - trong sự kiện va chạm sao neutron, dẫn đến một vụ nổ tia gamma ngắn. Đáng chú ý, chúng tôi đã phát hiện ra tia hồng ngoại từ vụ nổ này sáng hơn nhiều so với mong đợi’”, nhà thiên văn học Edo Berger, thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết.

Điều này đã gây là sự bất ngờ lớn trong giới nghiên cứu thiên văn vì từ trước đến nay, tất cả các nhà khoa học đều tin rằng khi hai ngôi sao neutron hợp nhất, chúng sẽ tạo ra một lỗ đen. Tuy nhiên, phát hiện mới lại cho thấy câu chuyện phức tạp hơn bởi vụ nổ tia gamma cho thấy sự ra đời của một môi sao từ. Sao từ là một loại sao neutron có từ trường rất mạnh, từ trường này tạo ra một lượng cực lớn bức xạ dưới dạng tia X và tia gamma.

Năng lượng từ vụ va chạm tạo ra quầng sáng vô cùng đẹp mắt với bức xạ gamma lóe lên chớp nhoáng, theo sau là quầng sáng kéo dài lâu hơn trong quang phổ điện từ. Quầng sáng này rực chói hơn các vụ nổ kilonova thông thường khoảng 10 lần, biến nó trở thành hiện tượng thiên văn lý thú mà các nhà thiên văn học chưa từng bắt gặp trước đây.

Theo giả thuyết ban đầu, ngôi sao từ được tạo ra sau vụ nổ có kích thước tương đối lớn và quay cực kỳ nhanh. Do đó, từ trường mà ngôi sao này tạo ra đã khuấy động các hạt mang năng lượng khiến chúng phát sáng mạnh hơn. Bên cạnh đó, hạt phóng xạ phân rã trong vụ nổ kilonova cũng là yếu tố có thể khiến GRB 200522A sáng hơn.

Các nghiên cứu chuyên sâu liên quan đến sự kiện này sẽ tiếp tục được triển khai trong thời gian tới để làm rõ mọi thắc mắc liên quan.