Vụ nổ tia gamma là một trong những sự kiện mạnh nhất trong vũ trụ, được kích hoạt khi các ngôi sao chết trong vụ nổ lớn hoặc khi chúng hợp nhất trong vụ nổ lớn.
Khi những vụ nổ vũ trụ dữ dội này xảy ra, chúng hoạt động như những ngọn hải đăng vũ trụ, giải phóng những chùm ánh sáng rực rỡ nhất trong vũ trụ, cùng với một lũ neutrino, những hạt giống như ma quỷ, khôn ngoan lướt qua vũ trụ gần như không bị phát hiện.
Rõ ràng, bạn sẽ không muốn tiếp xúc với một trong những vụ nổ năng lượng chiên DNA chết người này. Nhưng các nhà vật lý từng nghĩ rằng vụ nổ tia gamma chỉ nguy hiểm nếu bạn ở trong một con đường hẹp của một trong những máy bay phản lực đến từ vụ nổ. Thật không may, một nghiên cứu mới được cập nhật trên cơ sở dữ liệu arXiv vào ngày 29 tháng 11 (nhưng chưa được đánh giá ngang hàng) cho thấy những vụ phun trào này là tin xấu xung quanh và có thể gửi những tia chết người ở một góc rộng hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Nhà máy tia gamma vũ trụ
Trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đã xác định được hai loại vụ nổ tia gamma thiên thể (gọi tắt là GRBs): những vụ nổ dài kéo dài hơn 2 giây (tối đa vài phút) và những vụ nổ ngắn kéo dài dưới 2 giây. Chúng tôi không chắc chắn chính xác nguyên nhân gây ra GRB ngoài vũ trụ, nhưng người ta nghĩ rằng những cái dài được tạo ra khi những ngôi sao lớn nhất trong vũ trụ của chúng ta chết trong vụ nổ siêu tân tinh, để lại những ngôi sao neutron hoặc lỗ đen. Một cái chết thảm khốc như thế sẽ giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ trong nháy mắt tương đối và voila! Vụ nổ tia gamma.
GRB ngắn, mặt khác, được cho là bắt nguồn từ một cơ chế hoàn toàn khác: sự hợp nhất của hai ngôi sao neutron. Những sự kiện này không mạnh bằng người anh em siêu tân tinh của họ, nhưng họ tàn phá đủ địa phương để tạo ra một tia sáng gamma.
Bên trong một động cơ phản lực
Tuy nhiên, khi các sao neutron va chạm, đó là một điều xấu xí. Mỗi ngôi sao neutron nặng gấp nhiều lần khối lượng mặt trời của Trái đất, nhưng khối lượng đó bị nén lại thành một quả cầu không rộng hơn một thành phố thông thường. Tại thời điểm va chạm giữa hai vật thể như vậy, chúng đang quay cuồng dữ dội quay quanh nhau với tốc độ ánh sáng lành mạnh.
Tiếp theo, các sao neutron hợp nhất để tạo thành một sao neutron lớn hơn hoặc, nếu điều kiện phù hợp, một lỗ đen, để lại dấu vết hủy diệt và các mảnh vụn từ thảm họa trước đó. Vòng vật chất này sụp đổ vào xác chết của ngôi sao neutron trước đây, tạo thành cái gọi là đĩa bồi tụ. Trong trường hợp lỗ đen mới hình thành, đĩa này cho quái vật vào trung tâm của đống đổ nát với tốc độ khí lên tới vài mặt trời mỗi giây.
Với tất cả năng lượng và vật chất xoáy xung quanh và đổ vào trung tâm của hệ thống, một vũ điệu phức tạp (và kém hiểu biết) của các lực điện và từ trường cuộn lên vật chất và phóng các tia của vật chất đó lên và ra khỏi lõi, dọc theo trục quay của đối tượng trung tâm và vào hệ thống xung quanh. Nếu những chiếc máy bay đó đột phá, chúng sẽ xuất hiện như những chiếc đèn pha khổng lồ, ngắn ngủi chạy ra khỏi vụ va chạm. Và khi những chiếc đèn rọi đó chiếu thẳng vào Trái đất, chúng ta có một xung tia gamma.
Nhưng những chiếc máy bay phản lực này tương đối hẹp và miễn là bạn không nhìn thấy GRB trực diện, điều đó không nên nguy hiểm, phải không? Không quá nhanh.
Nhà máy neutrino
Nó chỉ ra rằng các máy bay phản lực hình thành và di chuyển ra khỏi vị trí của sự hợp nhất ngôi sao neutron một cách lộn xộn, phức tạp. Các đám mây khí xoắn lại và quấn vào nhau, và các luồng phóng xạ và vật chất ra khỏi lỗ đen trung tâm không đi theo một đường thẳng và trật tự.
Kết quả là hoàn toàn, phá hủy hỗn loạn.
Trong nghiên cứu mới, một cặp nhà vật lý thiên văn đã khám phá chi tiết về các hệ thống này sau sự kiện va chạm. Các nhà nghiên cứu đã chú ý đến hành vi của những đám mây khí khổng lồ khi chúng tự vấp ngã trong vụ giẫm đạp được cung cấp bởi các máy bay thoát hiểm.
Đôi khi, những đám mây khí này va chạm với nhau, tạo thành sóng xung kích có thể tăng tốc và cung cấp năng lượng cho các tập hợp bức xạ và hạt năng lượng cao của chính chúng, được gọi là tia vũ trụ. Những tia này, được tạo thành từ các proton và các hạt nhân nặng khác, có đủ năng lượng để tăng tốc đến gần tốc độ ánh sáng, do đó chúng có thể tạm thời hợp nhất để tạo ra các tổ hợp hạt lạ và hiếm, như pion.
Các con sư tử sau đó nhanh chóng phân rã thành mưa rào neutrino, các hạt nhỏ tràn ngập vũ trụ nhưng hầu như không bao giờ tương tác với các vật chất khác. Và bởi vì các neutrino này được tạo ra bên ngoài khu vực hẹp của máy bay phản lực nổ ra từ chính GRB, chúng có thể được nhìn thấy ngay cả khi chúng ta không có được tia gamma đầy đủ.
Bản thân neutrino là một dấu hiệu cho thấy các phản ứng hạt nhân hung dữ, chết người đang diễn ra ở xa trung tâm của các máy bay phản lực. Chúng tôi chưa biết chính xác khu vực nguy hiểm kéo dài bao xa, nhưng an toàn hơn là xin lỗi.
Vì vậy, tóm lại: Chỉ cần không đi bất cứ nơi nào gần các sao neutron va chạm.
Paul M. Sutter là một nhà vật lý thiên văn tạiĐại học bang Ohio, máy chủ củaHỏi một người không gian vàĐài phát thanh không gianvà tác giả củaVị trí của bạn trong vũ trụ.
