Hình ảnh VLBA của quasar 3C 273, với tia nước dài nổ tung. Tín dụng hình ảnh: NRAO. Nhấn vào đây để phóng to.
Khi một cặp nhà nghiên cứu nhắm vào kính viễn vọng vô tuyến (VLBA) của Tổ chức Khoa học Quốc gia về một chuẩn tinh nổi tiếng, họ đã tìm kiếm bằng chứng để hỗ trợ một lý thuyết phổ biến về lý do tại sao các hạt siêu tốc phát ra từ các quasar bị giới hạn trong các luồng hẹp. Thay vào đó, họ có một bất ngờ rằng, có thể gửi các nhà lý thuyết trở lại bảng vẽ, theo một trong những nhà thiên văn học.
Robert Zavala, một nhà thiên văn học tại Đài quan sát Hải quân Hoa Kỳ, Flagstaff, Arizona, cho biết, chúng tôi đã tìm thấy bằng chứng mà chúng tôi đang tìm kiếm, nhưng chúng tôi cũng tìm thấy một bằng chứng bổ sung có vẻ mâu thuẫn với nó. Zavala và Greg Taylor, thuộc Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia và Viện vật lý thiên văn và vũ trụ học hạt Kavli, đã trình bày những phát hiện của họ cho cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ tại thành phố Minneapolis, bang Minnesota.
Các quasar thường được cho là các lỗ đen siêu lớn ở lõi của các thiên hà, lỗ đen được bao quanh bởi một đĩa vật liệu quay tròn được kéo vô tận vào lỗ đen hấp dẫn. Thông qua các quá trình vẫn chưa được hiểu rõ, các hạt mạnh mẽ của các hạt được đẩy ra ngoài với tốc độ gần bằng ánh sáng. Một mô hình lý thuyết phổ biến nói rằng các đường sức từ trong đĩa quay được xoắn chặt với nhau và giam giữ các hạt chuyển động nhanh thành các tia nước hẹp hẹp của luồng James phát trực tiếp từ các cực của đĩa.
Năm 1993, nhà vật lý thiên văn Roger Blandford của Đại học Stanford và Viện Kavli đã đề xuất rằng một từ trường xoắn như vậy sẽ tạo ra một mô hình riêng biệt trong sự liên kết, hoặc phân cực của sóng vô tuyến đến từ các tia nước. Zavala và Taylor đã sử dụng VLBA, có khả năng tạo ra những hình ảnh chi tiết nhất về bất kỳ kính viễn vọng nào trong thiên văn học, để tìm kiếm bằng chứng về mô hình dự đoán của Blandford, trong một quasar nổi tiếng có tên là 3C 273.
Chúng tôi đã thấy chính xác những gì Blandford dự đoán, hỗ trợ cho ý tưởng về từ trường xoắn. Tuy nhiên, chúng tôi cũng đã thấy một mô hình khác không được giải thích bởi một lĩnh vực như vậy, Z Zalaala nói.
Về mặt kỹ thuật, từ trường xoắn phải gây ra sự thay đổi ổn định hoặc độ dốc, theo mức độ mà sự liên kết (phân cực) của sóng vô tuyến được xoay khi nhìn qua chiều rộng của máy bay phản lực. Độ dốc đó xuất hiện trong các quan sát VLBA. Tuy nhiên, với từ trường xoắn, tỷ lệ phần trăm của các sóng được xếp thẳng hàng hoặc phân cực tương tự, phải ở mức cao nhất tại tâm của phản lực và giảm dần về các cạnh. Thay vào đó, các quan sát cho thấy tỷ lệ phân cực tăng dần về các cạnh.
Điều đó có nghĩa là, các nhà thiên văn học cho rằng, có một cái gì đó không đúng với mô hình từ trường xoắn hoặc hiệu ứng của nó bị cuốn trôi bởi các tương tác giữa máy bay phản lực và môi trường liên sao mà nó đang khoan xuyên qua. Dù thế nào đi nữa, các nhà lý thuyết phải làm việc để tìm hiểu làm thế nào điều này có thể xảy ra, ông Zavala nói.
Khi được thông báo về kết quả mới, Blandford cho biết, những quan sát này là đủ tốt để đảm bảo sự phát triển hơn nữa của lý thuyết.
3C 273 là một trong những quasar nổi tiếng nhất trong thiên văn học, và là người đầu tiên được công nhận là một vật thể rất xa vào năm 1963. Nhà thiên văn học Caltech Maarten Schmidt đang làm việc trên một bài báo khoa học ngắn gọn về 3C273 vào chiều ngày 5 tháng 2 năm đó khi ông đột nhiên nhận ra một mô hình trong phổ ánh sáng khả kiến của vật thể cho phép tính toán ngay khoảng cách của nó. Sau đó, ông đã viết rằng, tôi đã bị choáng váng bởi sự phát triển này, chỉ vài phút sau, ông nói, ông đã gặp đồng nghiệp Jesse Greenstein, người đang nghiên cứu một chuẩn tinh khác, trên một hành lang. Trong vài phút nữa, họ thấy rằng cái thứ hai cũng khá xa. 3C 273 cách Trái đất khoảng hai tỷ năm ánh sáng trong chòm sao Xử Nữ và có thể nhìn thấy trong các kính viễn vọng nghiệp dư có kích thước vừa phải.
VLBA là một hệ thống gồm mười ăng ten của kính viễn vọng vô tuyến, mỗi ăng ten có đường kính 25 mét (82 feet) và nặng 240 tấn. Từ Mauna Kea trên Đảo Lớn của Hawaii đến St Croix trong Quần đảo Virgin thuộc Hoa Kỳ, các nhịp VLBA hơn 5.000 dặm, cung cấp nhà thiên văn học với tầm nhìn sắc bén nhất của bất kỳ kính thiên văn trên trái đất hoặc trong không gian. Dành riêng vào năm 1993, VLBA có khả năng nhìn thấy chi tiết tốt tương đương với việc có thể đứng ở New York và đọc một tờ báo ở Los Angeles.
Đài phát thanh cực kỳ sắc nét ‘tầm nhìn của VLBA là hoàn toàn cần thiết để thực hiện công việc này, theo Zavala giải thích. Chúng tôi đã sử dụng tần số vô tuyến cao nhất mà tại đó chúng tôi có thể phát hiện máy bay phản lực 3C273 để tối đa hóa chi tiết chúng tôi có thể nhận được và nỗ lực này đã được đền đáp bằng khoa học tuyệt vời, ông nói thêm.
Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia là một cơ sở của Quỹ khoa học quốc gia, được vận hành theo thỏa thuận hợp tác của Associated University, Inc.
Nguồn gốc: Bản tin NRAO
