Tia gamma nổ máy chủ thiên hà. Nhấn vào đây để phóng to
Nếu một vụ nổ tia gamma xảy ra gần Trái đất, nó sẽ tạo nên một ngày rất tồi tệ: tầng ozone của chúng ta sẽ bị tước đi, khí hậu trên toàn thế giới sẽ thay đổi đáng kể và cuộc sống sẽ phải vật lộn để sinh tồn. May mắn thay, có vẻ như chúng không xảy ra trong các thiên hà như Dải Ngân hà của chúng ta. Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng các vụ nổ có xu hướng xảy ra trong các thiên hà nhỏ không đều, thiếu các nguyên tố hóa học nặng hơn.
Một vụ nổ tia gamma (GRB) xảy ra trong thiên hà của chúng ta có thể hủy hoại sự sống trên Trái đất, phá hủy tầng ozone, gây ra biến đổi khí hậu và làm thay đổi mạnh mẽ sự tiến hóa của cuộc sống. Tuy nhiên, tin tốt là kết quả được công bố trực tuyến trên tạp chí Nature cho thấy khả năng xảy ra thảm họa tự nhiên do GRB thấp hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
GRB trong thời gian dài là những tia sáng mạnh mẽ của bức xạ năng lượng cao phát sinh từ một số vụ nổ lớn nhất của các ngôi sao cực lớn. Các nhà thiên văn học đã phân tích tổng cộng 42 GRB thời gian dài ?? bf? những người kéo dài hơn hai giây ?? bf? trong một số khảo sát của Kính viễn vọng Không gian Hubble (HST).
Họ đã phát hiện ra rằng các thiên hà mà chúng bắt nguồn thường là các thiên hà nhỏ, mờ và sai lệch (không đều), trong khi chỉ có một thiên hà được phát hiện từ một thiên hà xoắn ốc lớn tương tự như Dải Ngân hà. Ngược lại, siêu tân tinh (cũng là kết quả của sự sụp đổ của các ngôi sao lớn) được tìm thấy nằm trong các thiên hà xoắn ốc khoảng một nửa thời gian.
Những kết quả này, được công bố trên ấn bản trực tuyến ngày 10 tháng 5 của tạp chí Nature, chỉ ra rằng GRB chỉ hình thành trong các môi trường rất cụ thể, khác với các môi trường được tìm thấy trong Dải Ngân hà.
Andrew Fruchter, tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian, tác giả chính của bài báo cho biết, Sự xuất hiện của chúng trong các ống kính nhỏ ngụ ý rằng chỉ những ngôi sao thiếu các nguyên tố hóa học nặng (các nguyên tố nặng hơn hydro và helium) mới có xu hướng tạo ra GRB dài.
Điều này có nghĩa là các vụ nổ dài xảy ra thường xuyên hơn trong quá khứ khi các thiên hà không có nguồn cung lớn các nguyên tố nặng. Các thiên hà xây dựng một kho dự trữ các nguyên tố hóa học nặng hơn thông qua sự phát triển liên tục của các thế hệ sao liên tiếp. Những ngôi sao thế hệ đầu hình thành trước khi các nguyên tố nặng hơn có rất nhiều trong vũ trụ.
Các tác giả cũng nhận thấy rằng các vị trí của GRB khác với các vị trí của siêu tân tinh (là một loại sao nổ phổ biến hơn nhiều). Các GRB tập trung nhiều hơn vào các vùng sáng nhất trong các thiên hà chủ của chúng, nơi các ngôi sao lớn nhất cư trú. Siêu tân tinh, mặt khác, xảy ra trên khắp các thiên hà chủ của chúng.
Phát hiện ra rằng các GRB tồn tại lâu nằm ở những vùng sáng nhất trong các thiên hà chủ của chúng cho thấy chúng đến từ những ngôi sao lớn nhất ?? bf? có lẽ lớn gấp 20 lần Mặt trời của chúng ta, ông Andrew Levan thuộc Đại học Hertfordshire, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết.
Tuy nhiên, những ngôi sao khổng lồ chứa nhiều nguyên tố nặng không có khả năng kích hoạt GRB vì chúng có thể mất quá nhiều vật chất thông qua các cơn gió sao xuất phát từ bề mặt của chúng trước khi chúng sụp đổ và phát nổ. Khi điều này xảy ra, các ngôi sao không có khối lượng còn lại đủ để tạo ra một lỗ đen, một điều kiện cần thiết để kích hoạt GRB. Năng lượng từ sự sụp đổ thoát ra dọc theo một tia nước hẹp, giống như một dòng nước từ vòi. Sự hình thành của các máy bay phản lực định hướng, tập trung năng lượng dọc theo một chùm hẹp, sẽ giải thích tại sao GRB lại mạnh đến vậy.
Nếu một ngôi sao mất quá nhiều khối lượng, nó chỉ có thể để lại một ngôi sao neutron không thể kích hoạt GRB. Mặt khác, nếu ngôi sao mất quá ít khối lượng, máy bay phản lực không thể đốt cháy nó xuyên qua ngôi sao. Điều này có nghĩa là những ngôi sao có khối lượng cực lớn thổi phồng quá nhiều vật chất có thể không phải là ứng cử viên cho những vụ nổ dài. Tương tự như vậy, không phải là những ngôi sao từ bỏ quá ít vật chất.
Fruchter nói về một kịch bản Goldilocks. Siêu sao Chỉ có siêu tân tinh có ngôi sao tiền nhân đã mất một số, nhưng không quá nhiều khối lượng, dường như là ứng cử viên cho sự hình thành GRB ?? bf?.
Trước đây, mọi người đã đề xuất rằng có thể sử dụng GRB để theo dõi các vị trí hình thành sao. Điều này rõ ràng không hoạt động trong vũ trụ như chúng ta thấy bây giờ, nhưng, khi vũ trụ còn trẻ, GRB có thể đã phổ biến hơn, và chúng ta có thể sử dụng chúng để nhìn thấy những ngôi sao đầu tiên hình thành sau Big Bang, thêm Levan.
Nguồn gốc: RAS News phát hành
