Nghệ sĩ minh họa một lỗ đen tiêu thụ một ngôi sao neutron. Tín dụng hình ảnh: Dana Berry / NASA. Nhấn vào đây để phóng to.
Các nhà khoa học đã giải quyết được một bí ẩn 35 năm về nguồn gốc của những tia sáng mạnh mẽ, tách đôi được gọi là vụ nổ tia gamma ngắn. Những tia sáng này, sáng hơn một tỷ mặt trời nhưng chỉ kéo dài trong vài mili giây, đơn giản là quá nhanh để bắt được Lọ cho đến bây giờ.
Nếu bạn đoán rằng có một lỗ đen có liên quan, bạn ít nhất đúng một nửa. Các vụ nổ tia gamma ngắn phát sinh từ các va chạm giữa lỗ đen và sao neutron hoặc giữa hai sao neutron. Trong kịch bản đầu tiên, lỗ đen nuốt chửng ngôi sao neutron và ngày càng lớn hơn. Trong kịch bản thứ hai, hai ngôi sao neutron tạo ra một lỗ đen.
Vụ nổ tia gamma, vụ nổ mạnh nhất được biết đến, lần đầu tiên được phát hiện vào cuối những năm 1960. Chúng là ngẫu nhiên, thoáng qua và có thể xảy ra từ bất kỳ khu vực nào trên bầu trời. Hãy thử tìm vị trí của đèn flash máy ảnh ở đâu đó trong một sân vận động thể thao rộng lớn và bạn sẽ có cảm giác về thử thách đối mặt với thợ săn nổ tia gamma. Việc giải quyết bí ẩn này cần có sự phối hợp chưa từng có giữa các nhà khoa học bằng cách sử dụng vô số kính viễn vọng trên mặt đất và các vệ tinh của NASA.
Hai năm trước các nhà khoa học phát hiện ra rằng các vụ nổ dài hơn, kéo dài hơn hai giây, phát sinh từ vụ nổ của những ngôi sao rất lớn. Tuy nhiên, khoảng 30 phần trăm các vụ nổ là ngắn và dưới hai giây.
Bốn vụ nổ tia gamma ngắn đã được phát hiện kể từ tháng Năm. Hai trong số này được nêu trong bốn bài báo trong số ra ngày 6 tháng 10 của Tự nhiên. Một vụ nổ từ tháng 7 cung cấp bằng chứng súng hút thuốc của người Hồi giáo để hỗ trợ lý thuyết va chạm. Một vụ nổ khác tiến thêm một bước bằng cách cung cấp bằng chứng trêu ngươi, lần đầu tiên về một lỗ đen ăn một ngôi sao neutron trước tiên kéo căng ngôi sao neutron thành hình lưỡi liềm, nuốt nó và sau đó nuốt chửng những mảnh vỡ của ngôi sao bị vỡ trong vài phút và giờ. theo sau.
Những khám phá này cũng có thể hỗ trợ trong việc phát hiện trực tiếp sóng hấp dẫn, chưa từng thấy trước đây. Sự hợp nhất như vậy tạo ra sóng hấp dẫn, hoặc gợn sóng trong không thời gian. Các vụ nổ tia gamma ngắn có thể cho các nhà khoa học biết khi nào và nơi để tìm kiếm các gợn sóng.
Tiến sĩ Neil Gehreb thuộc Trung tâm bay không gian Goddard của NASA tại Greenbelt, Md., Điều tra viên chính của vệ tinh Swift của NASA cho biết, các vụ nổ tia Gamma nói chung rất khó nghiên cứu. và tác giả chính trên một trong những báo cáo của Tự nhiên. Tất cả những gì đã thay đổi. Bây giờ chúng ta có các công cụ để nghiên cứu những sự kiện này.
Vệ tinh Swift đã phát hiện một vụ nổ ngắn vào ngày 9 tháng 5 và Nhà thám hiểm năng lượng cao (HLEX) của NASA đã phát hiện một vụ nổ khác vào ngày 9 tháng 7. Đây là hai vụ nổ đặc trưng trong Tự nhiên. Swift và HETE nhanh chóng và tự động chuyển tiếp tọa độ nổ cho các nhà khoa học và đài quan sát thông qua điện thoại di động, tiếng bíp và e-mail.
Sự kiện ngày 9 tháng 5 đánh dấu lần đầu tiên các nhà khoa học xác định một hậu quả cho một vụ nổ tia gamma ngắn, một điều thường thấy sau các vụ nổ dài. Khám phá đó là chủ đề của thông cáo báo chí ngày 11 tháng 5 của NASA. Các kết quả mới được công bố trên tạp chí Nature đại diện cho các phân tích kỹ lưỡng về hai hậu quả vụ nổ này, trong đó giải quyết vụ việc về nguồn gốc của các vụ nổ ngắn.
Tiến sĩ Derek Fox thuộc bang Pennsylvania, tác giả chính của một báo cáo về thiên nhiên cho biết, chúng tôi có linh cảm rằng các vụ nổ tia gamma ngắn xuất phát từ một ngôi sao neutron đâm vào lỗ đen hoặc một ngôi sao neutron khác. chi tiết một quan sát đa bước sóng.
Đội Fox Fox đã phát hiện ra hậu quả tia X của vụ nổ ngày 9 tháng 7 với Đài quan sát tia X của NASA. Một nhóm do Giáo sư Jens Hjorth thuộc Đại học Copenhagen dẫn đầu sau đó đã xác định được hậu quả quang học bằng kính viễn vọng 1,5 mét của Đan Mạch tại Đài thiên văn La Silla ở Chile. Đội Fox Fox sau đó tiếp tục nghiên cứu về hậu quả của nó với Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA; kính thiên văn du Pont và Swope tại Las Campanas, Chile, được tài trợ bởi Viện Carnegie; kính viễn vọng Subaru trên Mauna Kea, Hawaii, do Đài thiên văn quốc gia Nhật Bản vận hành; và Very Large Array, một dải gồm 27 kính viễn vọng vô tuyến gần Socorro, N.M., được vận hành bởi Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia.
Quan sát đa bước sóng của vụ nổ ngày 9 tháng 7, được gọi là GRB 050709, đã cung cấp tất cả các mảnh ghép để giải quyết bí ẩn vụ nổ ngắn.
Tiến sĩ George Ricker của MIT, Điều tra viên chính của HETE và đồng tác giả của một bài báo về Thiên nhiên khác cho biết, các kính viễn vọng mạnh mẽ đã phát hiện ra siêu tân tinh khi vụ nổ tia gamma mờ dần, tranh cãi với vụ nổ của một ngôi sao lớn. Vụ nổ ngày 9 tháng 7 giống như con chó đã gầm gừ.
Ricker nói thêm rằng vụ nổ ngày 9 tháng 7 và có lẽ vụ nổ ngày 9 tháng 5 nằm ở vùng ngoại ô của các thiên hà chủ của chúng, nơi dự kiến sẽ có các nhị phân hợp nhất cũ. Các vụ nổ tia gamma ngắn không được mong đợi ở các thiên hà trẻ, hình thành sao. Phải mất hàng tỷ năm để hai ngôi sao khổng lồ, kết hợp trong một hệ nhị phân, trước tiên tiến hóa thành pha đen hoặc sao neutron và sau đó hợp nhất. Sự chuyển đổi của một ngôi sao thành một lỗ đen hoặc sao neutron liên quan đến một vụ nổ (siêu tân tinh) có thể đẩy hệ thống nhị phân ra xa khỏi nguồn gốc của nó và hướng ra rìa của thiên hà chủ của nó.
Vụ nổ ngày 9 tháng 7 này và một ngày sau đó vào ngày 24 tháng 7 đã cho thấy những tín hiệu độc đáo chỉ ra không chỉ bất kỳ sự hợp nhất cũ nào, mà cụ thể hơn là sự hợp nhất của lỗ đen - sao neutron. Các nhà khoa học đã nhìn thấy những tia sáng tia X đột biến sau vụ nổ tia gamma ban đầu. Phần tia gamma nhanh có khả năng là tín hiệu của lỗ đen nuốt chửng hầu hết các sao neutron. Các tín hiệu tia X, trong vài phút đến vài giờ sau đó, có thể là những mảnh vụn của vật liệu sao neutron rơi vào lỗ đen, giống như món tráng miệng.
Và có thêm nữa. Sáp nhập tạo ra sóng hấp dẫn, gợn sóng trong không thời gian được Einstein tiên đoán nhưng không bao giờ được phát hiện trực tiếp. Vụ nổ ngày 9 tháng 7 cách đó khoảng hai tỷ năm ánh sáng. Một sự hợp nhất lớn gần Trái đất hơn có thể được phát hiện bởi Đài quan sát sóng hấp dẫn sóng laser (LIGO) của Tổ chức Khoa học Quốc gia. Nếu Swift phát hiện một vụ nổ ngắn gần đó, các nhà khoa học của LIGO có thể quay lại và kiểm tra dữ liệu với thời gian và địa điểm chính xác trong tâm trí.
Đây là tin tốt cho LIGO, tiến sĩ Albert Lazzarini, thuộc Phòng thí nghiệm LIGO tại Caltech cho biết. Sự kết nối giữa các vụ nổ ngắn và các công ty sáp nhập tăng tỷ lệ dự kiến cho LIGO, và chúng dường như nằm ở mức cao nhất của các ước tính trước đó. Ngoài ra, các quan sát cung cấp gợi ý trêu ngươi về lỗ đen - sự hợp nhất sao neutron, chưa được phát hiện trước đây. Trong quá trình quan sát kéo dài hàng năm sắp tới của LIGO, chúng tôi có thể phát hiện ra sóng hấp dẫn từ một sự kiện như vậy.
Một lỗ đen - sáp nhập sao neutron sẽ tạo ra sóng hấp dẫn mạnh hơn hai sao neutron hợp nhất. Câu hỏi bây giờ là mức độ phổ biến và mức độ sát sao của những vụ sáp nhập này. Swift, ra mắt vào tháng 11 năm 2004, có thể cung cấp câu trả lời đó.
Nguồn gốc: NASA News Release
