Một vụ nổ tia gamma được phát hiện bởi đài quan sát tia gamma tích hợp ESA vào ngày 3 tháng 12 năm 2003 đã được nghiên cứu kỹ lưỡng trong nhiều tháng bởi một đội quân của các đài quan sát trên không gian và trên mặt đất. Các nhà thiên văn học hiện đã kết luận rằng sự kiện này, được gọi là GRB 031203, là vụ nổ tia gamma vũ trụ gần nhất được ghi nhận, nhưng cũng là lần mờ nhạt nhất. Điều này cũng cho thấy rằng toàn bộ các vụ nổ tia gamma năng lượng phụ cho đến nay vẫn chưa được chú ý
Các vụ nổ tia gamma vũ trụ (GRB) là các tia sáng của tia gamma có thể tồn tại từ chưa đến một giây đến vài phút và xảy ra tại các vị trí ngẫu nhiên trên bầu trời. Một phần lớn trong số chúng được cho là kết quả khi một lỗ đen được tạo ra từ một ngôi sao sắp chết trong một thiên hà xa xôi. Các nhà thiên văn học tin rằng một đĩa nóng bao quanh lỗ đen, được tạo thành từ khí và vật chất rơi xuống nó, bằng cách nào đó phát ra một chùm năng lượng song song với trục quay.
Theo hình ảnh đơn giản nhất, tất cả các GRB sẽ phát ra lượng năng lượng tia gamma tương tự. Khi đó, tỷ lệ của nó được phát hiện tại Trái đất sẽ phụ thuộc vào ’chiều rộng (góc mở) và hướng của chùm tia cũng như khoảng cách. Năng lượng nhận được phải lớn hơn khi chùm tia hẹp hoặc hướng về phía chúng ta và nhỏ hơn khi chùm tia rộng hoặc cách xa chúng ta. Dữ liệu mới được thu thập với các đài quan sát năng lượng cao ESA, Integral và XMM-Newton, hiện cho thấy bức tranh này không quá rõ ràng và lượng năng lượng phát ra từ GRB có thể thay đổi đáng kể. Tiến sĩ Serge Sazonov, từ Viện nghiên cứu vũ trụ của Viện nghiên cứu vũ trụ, cho biết Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Mátxcơva (Nga) và Viện Vật lý thiên văn Max-Planck, Gạc gần Munich (Đức).
Sazonov và một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã nghiên cứu GRB được Integral phát hiện vào ngày 3 tháng 12 năm 2003 và đặt tên mã là GRB 031203. Trong vòng 18 giây sau vụ nổ, Hệ thống cảnh báo tích hợp đã xác định chính xác vị trí gần đúng của GRB 031203 trong bầu trời và gửi thông tin đến một mạng lưới các đài quan sát trên khắp thế giới. Vài giờ sau, một trong số họ, ESA L XMM-Newton, đã xác định vị trí chính xác hơn nhiều cho GRB 031203 và phát hiện ra nguồn tia X mờ nhanh chóng, sau đó được nhìn thấy bằng kính viễn vọng vô tuyến và quang học trên mặt đất.
Sự giàu có của dữ liệu này cho phép các nhà thiên văn học xác định rằng GRB 031203 đã tắt trong một thiên hà cách đó chưa đầy 1300 triệu năm ánh sáng, khiến nó trở thành GRB gần nhất từng được quan sát. Mặc dù vậy, cách thức GRB 031203 mờ dần theo thời gian và sự phân phối năng lượng của nó không khác biệt so với GRB xa xôi. Sau đó, các nhà khoa học bắt đầu nhận ra rằng khái niệm nến nến chuẩn có thể không giữ được. Gần như vậy nên GRB 031203 có vẻ rất sáng, nhưng lượng tia gamma đo được bằng Integral thấp hơn khoảng một nghìn lần so với những gì chúng ta thường mong đợi từ GRB, lu Sazonov nói.
Một chùm tia gamma quan sát được vào năm 1998 trong một thiên hà gần hơn thậm chí còn mờ hơn, sáng hơn khoảng một trăm lần so với GRB 031203. Tuy nhiên, các nhà thiên văn học không thể kết luận đó có phải là GRB chính hãng hay không vì phần lớn năng lượng của nó được phát ra chủ yếu là X-quang thay vì tia gamma. Công việc của nhóm Sazonov trên GRB 031203 hiện cho thấy rằng GRBs thực sự mờ hơn thực sự có thể tồn tại.
Một nhóm các nhà thiên văn học Hoa Kỳ, được điều phối bởi Alicia Soderberg từ Viện Công nghệ California, Pasadena (Hoa Kỳ), đã nghiên cứu ‘afterglow của GRB 031203 và hỗ trợ thêm cho kết luận này. Hậu quả, phát ra khi một vụ nổ GRB, làm rung chuyển môi trường khuếch tán xung quanh nó, có thể kéo dài hàng tuần hoặc hàng tháng và dần dần biến mất. Sử dụng Đài quan sát tia X của NASA Chand Chandra, Soderberg và nhóm của cô đã thấy rằng độ sáng tia X của hào quang còn mờ hơn khoảng một nghìn lần so với GRB thông thường. Các quan sát của nhóm nghiên cứu với kính viễn vọng mảng rất lớn của Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia ở Socorro (Mỹ) cũng cho thấy một nguồn mờ hơn bình thường.
Sazonov và Soderberg giải thích rằng các đội của họ đã xem xét cẩn thận các dấu hiệu cho thấy GRB 031203 có thể bị nghiêng theo cách mà hầu hết năng lượng của nó sẽ thoát khỏi sự phát hiện của Integral. Tuy nhiên, như Sazonov đã nói, thực tế là hầu hết năng lượng mà chúng ta thấy được phát ra trong miền tia gamma, chứ không phải trong tia X, có nghĩa là chúng ta đang nhìn thấy chùm tia gần trục. Do đó, không chắc là phần lớn sản lượng năng lượng của nó có thể không được chú ý.
Khám phá này cho thấy sự tồn tại của một quần thể GRB mới gần hơn nhiều nhưng cũng mờ hơn so với phần lớn những người được biết cho đến nay, vốn rất năng động nhưng xa cách. Các đối tượng thuộc loại này cũng có thể rất nhiều và do đó tạo ra các vụ nổ thường xuyên hơn.
Phần lớn dân số này cho đến nay đã thoát khỏi sự chú ý của chúng tôi vì nó nằm ở giới hạn phát hiện với các công cụ trong quá khứ và hiện tại. Integral, tuy nhiên, có thể chỉ đủ nhạy cảm để tiết lộ thêm một vài trong số họ trong những năm tới. Đây có thể chỉ là phần nổi của tảng băng trôi và các đài quan sát tia gamma trong tương lai, chẳng hạn như nhiệm vụ NASA Swift Swift đã lên kế hoạch, có thể mở rộng tìm kiếm này đến một khối lượng lớn hơn của Vũ trụ và tìm thấy nhiều GRB năng lượng phụ hơn.
Nguồn gốc: ESA News Release
