Kính thiên văn NASA định vị 5 tín hiệu vô tuyến bí ẩn từ vũ trụ

Dùng kính thiên văn Hubble của NASA, các nhà thiên văn học lần ra 5 địa điểm có chớp sóng vô tuyến bí ẩn từ nhánh xoắn ốc của 5 thiên hà xa xôi trong vũ trụ.

Tín hiệuvũ trụ bí ẩn
Các chớp sóng vô tuyến (FRB) tạo ra nhiều năng lượng trong một phần nghìn giây như Mặt trời tạo ra trong một năm. Bởi vì những xung vô tuyến nhất thời này biến mất cực kỳ nhanh chóng, các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong việc theo dõi xem chúng đến từ đâu cũng như ít xác định được loại vật thể hoặc vật thể nào đang tạo ra các tín hiệu bí ẩn này, theo NASA.
Trong thập kỷ qua, các nhà thiên văn học đã ngày càng tiến gần hơn đến việc trả lời cho câu hỏi về nguồn gốc của các tín hiệu vô tuyến bí ẩn này.
Vào tháng 11.2020, bài đăng trên tạp chí Nature đã công bố việc phát hiện ra FRB đầu tiên phát ra từ Hệ Mặt trời. Phát hiện này chỉ ra, các sao từ, một dạng sao chết bất thường, là nguyên nhân dẫn đến các tín hiệu bí ẩn. Tuy nhiên, mối liên hệ vẫn chưa được chứng minh chắc chắn, vì vậy các nhà thiên văn tiếp tục tìm kiếm câu trả lời.
Các nhà thiên văn học kính Hubble đã theo dõi 2 chớp sóng vô tuyến ở các nhánh xoắn ốc của 2 thiên hà trong vũ trụ. Hai hình ảnh bên trái hiển thị toàn bộ ảnh chụp nhanh của mỗi thiên hà. Hai hình ảnh can thiệp kỹ thuật số bên phải tiết lộ chi tiết hơn cấu trúc xoắn ốc của mỗi thiên hà. Các đường gạch đứt hình bầu dục trong mỗi ảnh đánh dấu vị trí của các chớp sóng vô tuyến. Ảnh: NASA
Trong bài báo mới sắp xuất bản trên Tạp chí Vật lý thiên văn, các quan sát bằng kính viễn vọng không gian Hubble của NASA giúp các nhà nghiên cứu xác định chính xác vị trí của 5 chớp sóng vô tuyến từ các nhánh xoắn ốc trong các thiên hà xa xôi.
Nhóm nghiên cứu đã xem xét 8 chớp sóng vô tuyến nhanh, hầu hết được phát hiện lần đầu tiên năm 2019 và 2020. Tuy nhiên, vị trí của 3 chớp sóng trong số này vẫn còn là bí ẩn.
“Đây là chế độ xem có độ phân giải cao đầu tiên về một quần thể FRB" - Alexandra Mannings, nhà vật lý thiên văn tại Đại học California, tác giả chính của bài báo, cho biết.
Những thông tin vừa sáng tỏ
Kính thiên văn Hubble của NASA là một thành phần quan trọng trong cuộc tìm kiếm. Các máy dò tín hiệu sóng vô tuyến nhanh đặt trên Trái đất cho phép theo dõi các tín hiệu này tới một vùng trên bầu trời. Những hình ảnh xa hơn có thể hé lộ ra các thiên hà nhưng chỉ là những điểm ánh sáng nhỏ. Khi có sự tham gia của Hubble, độ phân giải được tăng lên đủ để nghiên cứu các đặc điểm của thiên hà.
Wen-fai Fong - nhà vật lý thiên văn Đại học Northwestern, đồng tác giả của nghiên cứu - chia sẻ: “Trong trường hợp này, Hubble đã xác nhận sự hiện diện của các nhánh xoắn ốc trong những thiên hà này hoặc cấu trúc xoắn ốc chưa được phát hiện mà chúng tôi chưa thể nhìn thấy trước đây".
Nghiên cứu mới giúp điều chỉnh hiểu biết của nhân loại về những đợt bùng phát năng lượng bất thường này và loại trừ một số nguồn có thể hình thành chúng.
Theo nhà nghiên cứu Mannings, các thiên hà có nhiều chớp sóng vô tuyến nhanh đã được xác định vị trí "khổng lồ, tương đối trẻ và vẫn đang hình thành sao", qua đó cung cấp bối cảnh có giá trị cho các nhà nghiên cứu. Tuy nhiên, các nhánh xoắn ốc của một thiên hà thường không có số lượng lớn các ngôi sao trẻ nhất, sáng nhất.
Tìm được các chớp sóng vô tuyến ở đây giúp loại trừ 2 nguyên nhân. Tín hiệu bí ẩn này có khả năng không bắt nguồn từ những ngôi sao chết phát nổ vốn xảy ra ở các vùng sáng nhất của những thiên hà. Chúng cũng không bắt nguồn từ sự hợp nhất sao neutron vốn có thể mất hàng tỉ năm để diễn ra và các sao neutron cũng không thường có trong các nhánh xoắn ốc.
Việc xác định vị trí các chớp sóng vô tuyến nhanh trong vũ trụ không loại trừ một trong những thuyết hàng đầu về nguồn tạo ra chúng: Sao từ. Những ngôi sao này phóng ra từ trường siêu mạnh, và từ trường đó có thể tạo ra chớp sóng vô tuyến nhanh.
Vẫn có khả năng một số chớp sóng vô tuyến nhanh được phát hiện trên Trái đất bắt nguồn từ các yếu tố khác ngoài sao từ nhưng bằng chứng của nghiên cứu mới dường như vẫn đang củng cố theo hướng bắt nguồn từ sao từ.
Không có nhiều chớp sóng vô tuyến nhanh có thể lần trở lại thiên hà xuất phát. Một số chớp sóng lặp lại giúp các nhà nghiên cứu xác định được vị trí nhưng có một số chỉ lóe lên và biến mất khiến việc truy tìm khó khăn hơn.
Nhà vật lý thiên văn Wen-fai Fong chia sẻ: “Đây là một lĩnh vực thực sự mới, thú vị với những quan sát hạn chế. Chúng tôi đang mở đường để tìm hiểu thêm về bí ẩn vũ trụ này".