Nghệ sĩ ấn tượng về kính viễn vọng vô tuyến SKA Pathfinder (ASKAP) của CSIRO tìm thấy một vụ nổ radio nhanh và xác định vị trí chính xác của nó. Các kính viễn vọng quang học KECK, VLT và Gemini South đã tham gia ASKAP với các quan sát tiếp theo để chụp ảnh thiên hà chủ.
(Ảnh: © CSIRO / Andrew Howells)
Các nhà thiên văn học đang bắt đầu có được hàng hóa trên một trong những hiện tượng bí ẩn nhất trong vũ trụ.
Lần thứ hai, các nhà nghiên cứu đã xác định vị trí của vụ nổ radio nhanh (FRB), một vụ nổ siêu ngắn giải phóng nhiều năng lượng trong 1 mili giây như mặt trời của Trái đất trong gần một thế kỷ.
Vụ nổ đơn độc, trước đây được xác định chính xác, được gọi là FRB 121102, là một "bộ lặp" hiếm hoi, thứ đã bùng lên hàng chục lần trong vài năm qua. Nhưng vụ nổ mới phát hiện là một thành viên của lớp "một lần" thường được quan sát nhiều hơn. Phát hiện của nó, được công bố hôm nay (27 tháng 6) trên tạp chí Science, cho thấy những con thú khó nắm bắt này có thể được truy tìm và theo dõi, có khả năng cho phép các nhà thiên văn học cuối cùng tìm ra nguyên nhân gây ra chúng.
"Đây là bước đột phá lớn mà lĩnh vực này đang chờ đợi kể từ khi các nhà thiên văn học phát hiện ra vụ nổ radio nhanh vào năm 2007", tác giả chính của nghiên cứu Keith Bannister, thuộc Tổ chức nghiên cứu khoa học và công nghiệp khối thịnh vượng chung (CSIRO), cho biết trong một tuyên bố. (CSIRO là cơ quan khoa học quốc gia của Úc.)
Bannister và các đồng nghiệp của ông đã tìm thấy FRB bằng cách sử dụng Máy dò tìm mảng Kilomet vuông vuông (ASKAP) của Úc, một mạng lưới gồm 36 kính viễn vọng vô tuyến tại Đài quan sát thiên văn vô tuyến của đài phát thanh CSIRO ở Tây Úc. Họ đã phát hiện vụ nổ vào ngày 24 tháng 9 năm 2018, giải thích tên của nó - FRB 180924. (Bộ lặp FRB 121102 được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2012, vì bây giờ bạn có thể đã phỏng đoán.)
Điều này đủ thú vị, vì tổng số FRB đã biết đứng ở mức 85. (Chỉ hai trong số đó là các bộ lặp.) Nhưng nhóm đã phá vỡ nền tảng mới bằng cách theo dõi kết quả tìm kiếm của họ.
Các nhà nghiên cứu đã phát triển một kỹ thuật mới tự động nhận ra FRB 180924 dưới 300 mili giây sau khi vụ nổ tấn công các món ăn ASKAP. Tốc độ như vậy là điều cốt yếu, bởi vì nhóm cần truy cập dữ liệu được ghi đè cứ sau 3,1 giây.
Sau đó, các nhà khoa học đã đo được sự khác biệt nhỏ trong thời gian đến của FRB 180924 tại 36 món ăn ASKAP xuống còn khoảng 1/100 của một nano giây. So sánh những khác biệt này cho phép họ xác định nguồn nổ trên bầu trời với độ chính xác 0,00002 độ - tương đương với chiều rộng của một sợi tóc người nhìn từ khoảng cách 650 feet (200 mét).
Nguồn đó nằm ở vùng ngoại ô của một thiên hà lớn có tên là DES J214425.25−405400.81. Người ta biết rất ít về thiên hà này, vì vậy các nhà nghiên cứu đã mô tả nó bằng cách sử dụng các quan sát quang học bằng kính viễn vọng Keck II ở Hawaii và Kính viễn vọng rất lớn và Kính viễn vọng Nam Gemini, cả hai đều ở Chile.
Nhóm nghiên cứu đã xác định rằng DES J214425.25−405400.81 nằm cách Trái đất khoảng 3,6 tỷ năm ánh sáng. Ngoài ra, thiên hà có khối lượng lớn hơn khoảng 1.000 lần và đang hình thành các ngôi sao ít tích cực hơn nhiều so với sao lùn chứa FRB 121102 (nằm cách Trái đất khoảng 3 tỷ năm ánh sáng).
Và FRB 121102 nằm gần trung tâm của thiên hà nhà của nó, khu vực nơi một lỗ đen siêu lớn có thể ẩn nấp.
Những khác biệt này rất quan trọng vì chúng cho thấy "các FRB có thể đến từ một loạt các thiên hà và môi trường khổng lồ", Bannister nói với Space.com qua email. "Họ don dường như cần những điều kiện rất đặc biệt để xảy ra."
Vị trí của FRB 180924 cũng cung cấp một vài manh mối về các quá trình bí ẩn thúc đẩy FRBs. Ví dụ, Bannister nói rằng các lỗ đen siêu lớn được loại trừ cho vụ nổ đặc biệt này, với khoảng cách đáng kể (13.000 năm ánh sáng) từ lõi thiên hà.
Thật vậy, nghiên cứu mới có thể thúc đẩy sự suy nghĩ lại về thế hệ FRB, các thành viên trong nhóm cho biết.
"Mô hình đáng tin cậy nhất cho các vụ nổ, được xây dựng để giải thích bộ lặp, cho thấy chúng được tạo ra bởi các nam châm trẻ (sao neutron có từ tính cao)", đồng tác giả Ryan Shannon, Đại học Công nghệ Swinburne ở Melbourne, nói với Space.com qua email.
"Các nam châm này được hình thành tốt nhất trong các thiên hà lùn nhỏ, giống như của vật chủ FRB 121102," Shannon nói thêm. "Hoặc mô hình cần được thư giãn để cho phép các vụ nổ được tạo ra trong nhiều môi trường khác nhau, hoặc có hai cơ chế để tạo ra các vụ nổ."
(Tất nhiên luôn có khả năng FRB được tạo ra bởi các nền văn minh tiên tiến, tất nhiên. Nhưng đây là một cú sút xa, vì những lời kêu gọi của người ngoài hành tinh có xu hướng.)
Các mô hình sẽ ngày càng mạnh hơn khi ngày càng nhiều FRB được xác định chính xác bằng cách sử dụng các phương pháp do Bannister và nhóm của ông tiên phong. Và có những ý nghĩa thú vị khác của việc tìm thấy là tốt.
Ví dụ, lượng khí FRB truyền qua được mã hóa theo tín hiệu của vụ nổ, Bannister nói. Thiên hà nhà của FRB 180924 có lượng khí tương đối ít, do đó, phần lớn thông tin được mã hóa của vụ nổ do đó được truyền bằng khí trong môi trường liên thiên hà.
Khí nằm giữa các thiên hà rất khó nghiên cứu vì nó không phát sáng - nhưng các nhà thiên văn học có thể có một cách khả thi để có cái nhìn về nó.
"Chúng tôi đã chứng minh rằng về mặt kỹ thuật có thể bắt được các vụ nổ một lần và chúng là các đầu dò sạch của môi trường liên thiên hà", Shannon nói.
"Bước tiếp theo là xem liệu các vụ nổ một lần khác giống như FRB 180924 (có nguồn gốc từ các thiên hà lớn) hay nếu chúng giống như bộ lặp đầu tiên hơn", ông nói thêm. "Tôi nghĩ rằng chúng sẽ giống như 180924, và chúng tôi sẽ có thể mở ra một cửa sổ mới trên web vũ trụ gần như vô hình."
- Các nhà khoa học tìm thấy 13 đèn flash không gian sâu bí ẩn, bao gồm cả 'Repeater' được biết đến lần thứ 2
- Những tia sáng bí ẩn đang đến từ không gian sâu thẳm và AI chỉ tìm thấy thêm chúng
- 13 cách để săn người ngoài hành tinh thông minh
Cuốn sách của Mike Wall về tìm kiếm sự sống ngoài hành tinh, "Ngoài đó"(Grand Central Publishing, 2018; minh họa bởi Karl Tate), là ra ngay bây giờ. Theo dõi anh ấy trên Twitter @michaeldwall. theo dõi chúng tối trên Twitter @Spacesotcom hoặc là Facebook.
