Tín dụng hình ảnh: NASA
Các nhà thiên văn học của NASA tin rằng các quasar đã nghỉ hưu có thể là nguồn phát ra các tia vũ trụ năng lượng cao, hiếm. Nguồn gốc của các tia vũ trụ là một bí ẩn, nhưng các nhà thiên văn học đã tính toán rằng chúng phải đến từ các vật thể trong vòng 200 triệu năm ánh sáng từ Trái đất - những quasar đã nghỉ hưu này có thể là nguồn.
Họ già nhưng không quên. Các thiên hà quasar đã nghỉ hưu gần đó, hàng tỷ năm qua thời kỳ huy hoàng của chúng như những đèn hiệu sáng nhất trong Vũ trụ, có thể là nguồn sáng của các tia vũ trụ năng lượng cao, hiếm, là vật chất chuyển động nhanh nhất được biết đến và có nguồn gốc là một bí ẩn lâu đời, theo các nhà khoa học tại NASA và Đại học Princeton.
Các nhà khoa học đã xác định được bốn thiên hà hình elip có thể đã bắt đầu sự nghiệp sản xuất tia vũ trụ thứ hai này, tất cả đều nằm trên tay cầm của Bắc Đẩu và có thể nhìn thấy bằng kính viễn vọng sân sau. Mỗi cái chứa một lỗ đen trung tâm có ít nhất 100 triệu khối lượng mặt trời, nếu quay tròn, có thể tạo thành một khối pin khổng lồ gửi các hạt nguyên tử, như tia lửa, bắn về phía Trái đất với tốc độ ánh sáng gần.
Những phát hiện này được thảo luận hôm nay trong một cuộc họp báo tại cuộc họp chung của Hiệp hội Vật lý Hoa Kỳ và Phòng Vật lý Thiên văn Năng lượng Cao của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ ở Albuquerque, N.M. Nhóm nghiên cứu bao gồm Tiến sĩ Diego Torres của Đại học Princeton và Tiến sĩ. Elihu Boldt, Timothy Hamilton và Michael Loewenstein của Trung tâm bay không gian vũ trụ NASA Goddard ở Greenbelt, Md.
Các thiên hà quasar sáng hơn hàng nghìn lần so với các thiên hà thông thường, được cung cấp năng lượng bởi một lỗ đen trung tâm nuốt một lượng lớn khí liên sao. Trong các thiên hà có cái gọi là tàn dư quasar, hạt nhân lỗ đen không còn là nguồn phóng xạ mạnh.
Rốt cuộc, một số tàn dư quasar có thể không còn vô hồn, cứ bận rộn trong những năm cuối đời, ông Torres nói. Lần đầu tiên, chúng ta thấy gợi ý về một mối liên hệ có thể có giữa các hướng đến của các tia vũ trụ năng lượng cực cao và các vị trí trên bầu trời của các thiên hà im lìm gần đó chứa các lỗ đen siêu lớn.
Các tia vũ trụ năng lượng cực cao đại diện cho một trong những vật lý thiên văn vĩ đại nhất. Mỗi tia vũ trụ - về cơ bản là một hạt nguyên tử phụ đơn lẻ như một proton di chuyển chỉ bằng tốc độ ánh sáng - mang lại nhiều năng lượng như một sân bóng chày giải đấu lớn, hơn 40 triệu nghìn tỷ volt. (Năng lượng còn lại của một proton là khoảng một tỷ volt.) Nguồn của các hạt phải ở trong vòng 200 triệu năm ánh sáng của Trái đất, vì các tia vũ trụ từ ngoài khoảng cách này sẽ mất năng lượng khi chúng đi qua bức xạ vi sóng vũ trụ tràn ngập vũ trụ. Tuy nhiên, có sự không chắc chắn đáng kể về loại vật thể nào trong vòng 200 triệu năm ánh sáng có thể tạo ra các hạt năng lượng như vậy.
Thực tế là bốn thiên hà hình elip khổng lồ này dường như không hoạt động khiến chúng trở thành ứng cử viên khả thi để tạo ra các tia vũ trụ năng lượng cực cao, theo ông Boldt. Boldt bức xạ từ một quasar hoạt động sẽ làm giảm gia tốc tia vũ trụ, làm hao mòn hầu hết năng lượng của chúng, Boldt nói.
Nhóm nghiên cứu thừa nhận không thể xác định liệu các lỗ đen trong các thiên hà này có quay không, một yêu cầu cơ bản đối với một máy phát điện nhỏ gọn để tăng tốc các tia vũ trụ năng lượng cực cao. Tuy nhiên, các nhà khoa học đã xác nhận sự tồn tại của ít nhất một lỗ đen siêu lớn đang quay, được công bố vào tháng 10 năm 2001. Giả thuyết phổ biến là các lỗ đen siêu lớn quay tròn khi chúng tích tụ vật chất, hấp thụ năng lượng quỹ đạo từ vật chất không ổn định.
Các tia vũ trụ năng lượng cực cao được phát hiện bởi các đài quan sát trên mặt đất, chẳng hạn như Akeno Giant Air Array Array gần Yamanashi, Nhật Bản. Chúng cực kỳ hiếm, làm nổi bật bầu không khí Trái đất với tốc độ khoảng một km vuông mỗi thập kỷ. Hiện đang xây dựng cho các Đài thiên văn Auger, mà sẽ bao gồm 3.000 kilômét vuông (1.160 dặm vuông) trên một cao đồng bằng ở miền tây Argentina. Một sứ mệnh được đề xuất của NASA có tên OWL (Người thu thập ánh sáng góc rộng) sẽ phát hiện các tia vũ trụ năng lượng cao nhất bằng cách nhìn xuống bầu khí quyển từ không gian.
Loewenstein tham gia Phòng thí nghiệm Goddard15 của NASA về Vật lý thiên văn năng lượng cao với tư cách là cộng tác viên nghiên cứu của Đại học Maryland, College Park. Hamilton, cũng là thành viên của Phòng thí nghiệm, là thành viên của Hội đồng nghiên cứu quốc gia.
Nguồn gốc: NASA News Release
