Các nhà khoa học đã phát hiện một tín hiệu bí ẩn phía trên Bắc Cực.
Mặc dù không rõ chính xác nguyên nhân gây ra nó, nhưng nghiên cứu mới ủng hộ ý tưởng rằng tín hiệu có thể đến từ các hạt bụi vũ trụ cực nhỏ, cực nhanh.
Tín hiệu Bắc Cực kỳ lạ, được phát hiện bởi một cuộc khảo sát trên bầu trời rộng lớn, bắt nguồn từ một số góc bụi của thiên hà chúng ta và là một phần của tín hiệu toàn thiên hà khiến các nhà khoa học bối rối trong nhiều thập kỷ. Bởi vì sự phát xạ bí ẩn này có thể tạo ra các tín hiệu lầy lội đến từ hậu quả mờ nhạt từ Vụ nổ lớn, hiểu rõ hơn về nó cuối cùng có thể giúp các nhà nghiên cứu có được bức tranh tốt hơn về vũ trụ sơ khai.
Một tín hiệu bất thường
Vào cuối những năm 1990, các nhà thiên văn học nhìn vào bức xạ vi sóng ở Dải Ngân hà đã thấy một tín hiệu bất thường. Ở giữa sự phát xạ điển hình từ các hạt tích điện - phát xạ tự do - và từ các tia vũ trụ xoắn ốc - bức xạ synchrotron - là một tín hiệu mờ nhạt không thể giải thích được. Đây có phải là một phần không thể đếm được của những phát thải này hay cái gì khác hoàn toàn không? Họ gọi nó là phát xạ vi sóng dị thường, hay AME. Ngày nay các nhà khoa học vẫn đang đánh đố bản chất chính xác của nó, nhưng nghiên cứu đã công bố vào ngày 27 tháng 10 trên tạp chí in sẵn arXiv và gửi đến tạp chí Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia đang cung cấp manh mối.
"Dữ liệu mới từ Khảo sát C-Band All Sky về cơ bản loại trừ khá mạnh mẽ", CliveDickinson, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Manchester ở Anh và là tác giả chính của bài báo mới, nói với Live Science.
Khảo sát C-Band All Sky, hay C-BASS, nhằm mục đích lập bản đồ toàn bộ bầu trời với tần số 5 gigahertz, sử dụng hai kính viễn vọng đặt tại California và Nam Phi. Nghiên cứu mới tập trung vào khu vực cực thiên thể phía bắc - một phần của bầu trời trực tiếp trên Bắc Cực. Các nhà khoa học có thể loại bỏ hai nguồn phát thải phổ biến nhất bằng cách xem xét tần số thấp hơn so với nghiên cứu trước đây.
Lý thuyết hàng đầu, được hỗ trợ bởi nghiên cứu mới này, đề xuất AME thay vì đến từ các hạt bụi nhỏ - chỉ vài trăm nguyên tử. Các hạt nano này đang quay với tốc độ đáng kinh ngạc do các tương tác, chẳng hạn như va chạm với, hoặc kéo từ các hạt khác trong môi trường liên sao.
"Tôi nghi ngờ là đến từ các hạt nano quay tròn, nhưng tại thời điểm này tôi nói rằng chúng tôi không chắc chắn 100% đó là quá trình phát xạ", Bruce Draine, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Princeton, người không tham gia vào nghiên cứu hiện tại nhưng đã nghiên cứu AME chi tiết, nói với Live Science. "Nó có thể là một số quá trình chưa biết khác liên quan đến phát thải bất ngờ từ những hạt bụi này."
Giả sử AME đến từ các hạt nano, các nhà khoa học vẫn không biết chúng được làm từ gì. Hydrocarbon đa lượng - các hợp chất hữu cơ được tạo ra từ các vòng carbon và hydro - dường như là một ứng cử viên tốt, nhưng cho đến nay, không có bằng chứng mạnh mẽ nào liên kết trực tiếp chúng với các khu vực nhìn thấy AME. Một số nhà khoa học tin rằng một nguồn AME có thể được gây ra bởi bụi được tạo ra chủ yếu từ silicat hoặc carbon. Chẳng hạn, một nghiên cứu được công bố vào tháng 6 trên tạp chí Nature Astronomy đã phát hiện ra rằng tín hiệu AME từ bụi bay xung quanh các ngôi sao mới sinh được làm từ các hạt nano nhỏ, quay tròn. Tuy nhiên, không ai biết liệu các nanodiza nhìn thấy xung quanh các vật thể như sao cũng gây ra AME đến từ các khu vực giữa các vì sao bụi bặm.
Cuối cùng, hiểu bản chất của AME có thể giúp trả lời các câu hỏi lớn hơn. Bức xạ nền vi sóng vũ trụ (CMB) - ánh sáng còn sót lại từ Vụ nổ lớn - là một trong những cách quan trọng nhất để hiểu vũ trụ sơ khai của chúng ta. AME có thể làm ô nhiễm các phép đo chính xác của CMB, vì vậy hiểu được bản chất của nó có thể giúp các nhà khoa học loại bỏ tín hiệu của nó từ CMB.
Gần nhà hơn, tìm hiểu về các đặc tính của AME cũng giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về bụi liên sao trong thiên hà của chúng ta.
"Về nguyên tắc, AME là một cửa sổ mới vào môi trường liên sao," Dickinson nói. "Nó có ý nghĩa đối với sự hình thành sao và hình thành hành tinh."
Bởi vì các nhà khoa học vẫn đang tìm hiểu về AME từ mặt đất, tiết lộ danh tính thực sự của nó có thể chứng minh thách thức. Các nhà khoa học sẽ phải chờ để tìm ra một tín hiệu rõ ràng, có thể là một cú sút xa, hoặc chúng ta có thể phải bay ra khỏi đó với một người quét bụi vũ trụ và tự mình thu thập một số hạt.
