Trong hơn sáu mươi năm, các nhà thiên văn học đã khám phá Vũ trụ cho các nguồn tia X. Được biết là có liên quan đến các ngôi sao, các đám mây khí siêu nóng, môi trường liên sao và các sự kiện hủy diệt, việc phát hiện các tia X vũ trụ là một công việc đầy thách thức. Trong những thập kỷ gần đây, các nhà thiên văn học đã được hưởng lợi rất nhiều từ việc triển khai các kính thiên văn quỹ đạo như Đài quan sát tia X Chandra.
Kể từ khi được ra mắt vào ngày 23 tháng 7 năm 1999, Chandra đã trở thành sứ mệnh hàng đầu của NASA về thiên văn học tia X. Và trong tuần vừa qua (vào thứ năm ngày 30 tháng 3 năm 2017), Đài quan sát đã hoàn thành một điều rất ấn tượng. Sử dụng bộ công cụ tiên tiến của nó, đài quan sát đã thu được một tia sáng bí ẩn đến từ không gian sâu thẳm. Đây không chỉ là nguồn tia X sâu nhất từng được quan sát, nó còn tiết lộ những gì có thể là một hiện tượng hoàn toàn mới.
Nằm trong khu vực bầu trời được gọi là Chandra Deep Field-South (CDF-S), nguồn phát tia X này dường như đến từ một thiên hà nhỏ nằm cách Trái đất khoảng 10,7 tỷ năm ánh sáng. Nó cũng có một số tính chất đáng chú ý, tạo ra nhiều năng lượng hơn trong không gian vài phút mà tất cả các ngôi sao trong thiên hà kết hợp lại.
Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2014 bởi một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học bang Pennsylvania và Đại học Công giáo Chile ở Santiago, Chile, lúc đầu nguồn này thậm chí không được phát hiện trong dải tia X. Tuy nhiên, nó nhanh chóng thu hút sự chú ý của đội ngũ khi nó nổ ra và trở nên sáng hơn 1000 trong không gian vài giờ. Tại thời điểm này, các nhà nghiên cứu bắt đầu thu thập dữ liệu bằng cách sử dụng Máy quang phổ hình ảnh nâng cao CCD Chandraùi.
Một ngày sau khi bùng phát, nguồn tia X đã mờ dần đến mức Chandra không còn có thể phát hiện ra nó. Như Niel Brandt - Giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn Verne M. Willaman tại bang Pennsylvania và một phần của nhóm nghiên cứu lần đầu tiên - đã mô tả khám phá này trong một thông cáo báo chí của bang Pennsylvania:
Nguồn này bùng phát là một phần thưởng bất ngờ tuyệt vời mà chúng tôi vô tình phát hiện ra trong nỗ lực khám phá vương quốc kém hiểu biết của vũ trụ tia X cực kỳ mờ nhạt. Chúng tôi chắc chắn đã may mắn tìm ra được với phát hiện này và bây giờ có một hiện tượng mới thoáng qua thú vị để khám phá trong những năm tới.
Hàng ngàn giờ dữ liệu kế thừa từ Kính thiên văn vũ trụ Hubble và Spitzer sau đó đã được tư vấn để xác định vị trí của nguồn tia X của CDF-S. Và mặc dù các nhà khoa học đã có thể xác định rằng hình ảnh của nguồn tia X đã đặt nó vượt xa mọi thứ đã được quan sát trước đó, nhưng họ không hoàn toàn rõ ràng về những gì có thể gây ra.
Một mặt, nó có thể là kết quả của một sự kiện hủy diệt nào đó, hoặc điều mà các nhà khoa học chưa từng thấy trước đây. Lý do cho điều này có liên quan đến thực tế là các vụ nổ tia X cũng đi kèm với vụ nổ tia gamma (GRB), dường như bị thiếu ở đây. Về cơ bản, GRB là những vụ nổ có kích hoạt được kích hoạt bởi sự sụp đổ của một ngôi sao lớn hoặc do sự hợp nhất của hai ngôi sao neutron (hoặc một ngôi sao neutron có lỗ đen).
Bởi vì điều này, ba lời giải thích có thể đã được đề xuất. Đầu tiên, nguồn tia X của CDF-S thực sự là kết quả của một ngôi sao sụp đổ hoặc sáp nhập, nhưng các tia nước kết quả không hướng về Trái đất. Trong lần thứ hai, kịch bản tương tự chịu trách nhiệm cho nguồn tia X, nhưng GRB nằm ngoài thiên hà nhỏ. Lời giải thích khả dĩ thứ ba là sự kiện này được gây ra bởi một lỗ đen cỡ trung bình xé toạc một ngôi sao lùn trắng.
Thật không may, không có giải thích nào trong số này có vẻ phù hợp với dữ liệu. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu này cũng lưu ý rằng những khả năng này không được hiểu rõ lắm, vì không có gì được chứng kiến trong Vũ trụ. Như Franz Bauer - một nhà thiên văn học từ Đại học Công giáo Chile - cho biết: Ngay từ khi phát hiện ra nguồn này, chúng tôi đã phải vật lộn để tìm hiểu nguồn gốc của nó. Nó giống như chúng ta có một trò chơi ghép hình nhưng chúng ta không có tất cả các mảnh ghép.
Chandra không chỉ không quan sát thấy bất kỳ nguồn tia X nào khác như nguồn này trong suốt 17 năm mà nó đã khảo sát khu vực CDF-S, nhưng không có sự kiện tương tự nào được quan sát bởi kính viễn vọng không gian ở bất cứ đâu trong Vũ trụ trong gần hai thập kỷ hoạt động. . Trên hết, sự kiện này sáng hơn, ngắn hơn và xảy ra trong một thiên hà chủ nhỏ hơn, trẻ hơn so với các nguồn tia X không giải thích được khác.
Từ tất cả những điều này, điều đáng tiếc duy nhất có vẻ là sự kiện này có khả năng là kết quả của một sự kiện thảm khốc, như một ngôi sao neutron hoặc một sao lùn trắng bị xé toạc. Nhưng thực tế là không có lời giải thích nào hợp lý hơn có vẻ như giải thích cho nó những đặc điểm kỳ dị của nó dường như cho thấy rằng các nhà thiên văn học có thể đã chứng kiến một loại sự kiện thảm khốc hoàn toàn mới.
Nghiên cứu về đội ngũ - Một số lượng mới, mờ nhạt của tia X thoáng qua - có sẵn trực tuyến và sẽ được công bố trong số tháng 6 năm 2017 của Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia. Trong thời gian này, các nhà thiên văn học sẽ sàng lọc dữ liệu mà Chandra và các đài quan sát tia X khác thu được - như XMM-Newton và Nhiệm vụ Swift Gamma-Ray của NASA - để xem liệu họ có thể tìm thấy bất kỳ trường hợp nào khác của loại sự kiện này không .
Và tất nhiên, các cuộc khảo sát trong tương lai được thực hiện bằng cách sử dụng kính viễn vọng tia X của Chandra và thế hệ tiếp theo cũng sẽ cảnh giác với các vụ nổ tia X năng lượng cao, ngắn này. Nó luôn luôn tốt khi Vũ trụ ném cho chúng ta một quả bóng cong. Nó không chỉ cho chúng ta thấy rằng chúng ta có nhiều thứ để học hơn, mà còn dạy chúng ta rằng chúng ta không bao giờ phải tự mãn trong lý thuyết của mình.
Hãy chắc chắn kiểm tra hình ảnh động này của nguồn tia X CDF-S, với sự cho phép của Đài quan sát tia X Chandra:
