Ba tỷ rưỡi năm trước, một vật thể bí ẩn ở rìa của một thiên hà xa xôi đã phun ra một luồng năng lượng vô tuyến cực kỳ sáng chói, ngắn ngủi bắn ra khắp vũ trụ.
Luồng năng lượng đó - được người hâm mộ trong cộng đồng thiên văn học biết đến như một vụ nổ radio nhanh (FRB) - đi qua một vùng hoang vu của khí, bụi và không gian trống trên hành trình kéo dài hàng tỷ năm của nó, từ từ kéo dài và thay đổi màu sắc khi nó di chuyển . Sau đó, trong chưa đầy một phần nghìn giây vào năm 2018, vụ nổ đó đã bắn xuyên qua một chiếc kính thiên văn đặc biệt ở vùng hẻo lánh của Úc, mang đến cho các nhà khoa học cơ hội hiếm có để bắt tay với một trong những dạng năng lượng bí ẩn nhất trong vũ trụ.
Theo các tác giả của một nghiên cứu được công bố hôm nay (27 tháng 6) trên tạp chí Science, đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học theo dõi thành công FRB một lần về nguồn gốc của nó qua không gian và thời gian. Hiểu được các FRB đến từ đâu cho phép các nhà khoa học thăm dò các vùng vật chất rộng lớn giữa các thiên hà chủ của chúng và Trái đất, và thậm chí có thể xác định được các túi proton và neutron chưa được phát hiện được cho là đang ẩn nấp giữa các thiên hà.
"Những vụ nổ này được thay đổi bởi vấn đề chúng gặp trong không gian", đồng tác giả nghiên cứu Jean-Pierre Macquart, nhà nghiên cứu tại Trung tâm nghiên cứu thiên văn vô tuyến quốc tế (ICRAR) cho biết trong một tuyên bố. "Bây giờ chúng tôi có thể xác định chính xác chúng đến từ đâu, chúng tôi có thể sử dụng chúng để đo lượng vật chất trong không gian liên thiên hà."
Bùng nổ hiện trường
Kể từ khi hiện tượng được phát hiện vào năm 2007, các nhà thiên văn học đã quan sát khoảng 85 FRB và xác định nguồn gốc của một người khác - một tia sáng lặp đi lặp lại 9 lần từ một thiên hà nhỏ hình thành sao trong khoảng sáu tháng vào năm 2016. Xác định nguồn gốc của một FRB một lần, có thể tồn tại trong một phần của một phần nghìn giây, cho đến nay vẫn cực kỳ khó khăn.
Trong nghiên cứu mới của họ, các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra FRB đơn độc bằng cách sử dụng một loạt 36 vệ tinh được gọi là kính viễn vọng Pathfinder Kilomet Array Pathfinder (ASKAP) của Úc. Khi một FRB vượt qua mảng, mỗi vệ tinh sẽ thu tín hiệu của vụ nổ cách nhau một phần nghìn giây. Sử dụng những khác biệt về thời gian tinh tế này, các nhà nghiên cứu có thể tìm ra hướng phát nổ từ đâu và khoảng cách nó di chuyển.
Các quan sát ASKAP đã chỉ ra một thiên hà có kích thước dải Ngân hà cách Trái đất khoảng 3,6 tỷ năm ánh sáng. Với sự giúp đỡ của một số kính viễn vọng lớn khác trên thế giới, các nhà nghiên cứu đã phóng to thiên hà này để biết rằng nó tương đối cũ và không hình thành nhiều ngôi sao mới.
Theo Adam Deller, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Công nghệ Swinburne ở Úc và là đồng tác giả của nghiên cứu mới, các tính chất của thiên hà xa xôi này trái ngược hoàn toàn với thiên hà tạo ra vụ nổ radio nhanh lặp lại được phát hiện vào năm 2016.
"Vụ nổ mà chúng tôi đã bản địa hóa và thiên hà chủ của nó trông không giống như 'bộ lặp' và máy chủ của nó," Deller nói trong tuyên bố. "Nó đến từ một thiên hà khổng lồ đang hình thành tương đối ít ngôi sao. Điều này cho thấy rằng các vụ nổ radio nhanh có thể được tạo ra trong nhiều môi trường khác nhau."
Trong khi FRB lặp lại được phát hiện vài năm trước có khả năng được tạo ra bởi một vụ nổ sao neutron hoặc siêu tân tinh (động cơ hình thành sao phổ biến trong các thiên hà hoạt động), vụ nổ riêng lẻ này có thể được gây ra bởi một thứ hoàn toàn khác, các nhà nghiên cứu viết.
Những gì khác, chính xác? Vẫn chưa có ai biết - nhưng tiếng rít phóng xạ từ các lỗ đen siêu lớn hoặc động cơ của tàu vũ trụ ngoài hành tinh vẫn chưa được loại trừ. Chỉ bằng cách xác định chính xác nhiều FRB hơn, các nhà nghiên cứu mới có thể làm sáng tỏ bí ẩn vũ trụ này. May mắn thay, các tác giả của nghiên cứu mới đã viết, bây giờ họ đã có một cái dưới vành đai của mình, việc tìm kiếm cái tiếp theo sẽ dễ dàng hơn một chút.
