Chớp sóng vô tuyến lặp lại bí ẩn, cách Trái đất 3 tỷ năm ánh sáng

Các nhà thiên văn học phát hiện loạt chớp sóng vô tuyến (FRB) lặp lại bí ẩn, phát ra từ một thiên hà lùn cách Trái đất 3 tỷ năm ánh sáng.

Theo nghiên cứu mới được công bố chi tiết trên tạp chí Nature hôm 8/6, hiện tượng lần này rất khác biệt so với các phát hiện FRB trong những năm gần đây.

Chớp sóng vô tuyến, hay FRB, là những đợt sóng vô tuyến phát ra trong 1/1.000 giây trong không gian. Các vụ nổ sóng vô tuyến riêng lẻ thường phát ra một đợt sóng và không lặp lại. Tuy nhiên, một vụ FRB lặp lại sẽ dao động sóng nhiều lần, với các sóng vô tuyến ngắn và mang theo rất nhiều năng lượng.

Các nhà thiên văn đã có thể theo dõi một số vụ nổ sóng vô tuyến ở thiên hà của chúng ta, nhưng họ vẫn chưa xác định được nguyên nhân thực sự của các xung động. Tìm hiểu thêm về nguồn gốc của những bức xạ vô tuyến sáng và dữ dội này có thể giúp các nhà khoa học hiểu được nguyên nhân gây ra chúng.

“Chưa bao giờ tắt”

Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra sự kiện trên, được đặt tên là FRB 190520, khi quan sát thấy một vụ nổ sóng vô tuyến vào năm 2019. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính viễn vọng vô tuyến hình cầu khẩu độ 500 m (hay FAST) ở Trung Quốc, và phát hiện ra vụ nổ trong dữ liệu tháng 11/2019 của kính thiên văn. Khi tiếp tục quan sát, các nhà thiên văn nhận thấy có điều bất thường: FRB 190520 đang phát ra các đợt sóng vô tuyến thường xuyên, lặp lại.

Hình ảnh cho thấy FRB 190520 đang hoạt động (màu đỏ).
Hình ảnh được chụp bằng kính thiên văn Karl G. Jansky Very Large Array, cho thấy FRB 190520 đang hoạt động (màu đỏ). (Ảnh: NSF/CFHT).

Năm 2020, nhóm nghiên cứu đã sử dụng kính thiên văn Karl G. Jansky Very Large Array (VLA) của Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ để xác định nguồn gốc của vụ nổ, trước khi sử dụng kính viễn vọng Subaru ở Hawaii. Các quan sát của Subaru trong ánh sáng khả kiến cho thấy vụ nổ đến từ vùng ven của một thiên hà lùn xa xôi.

Các quan sát của VLA cũng cho thấy, vụ nổ liên tục phát ra các đợt sóng vô tuyến và yếu dần qua mỗi đợt.

Hiện tượng này rất giống với một vụ chớp sóng vô tuyến lặp lại đã được quan sát thấy vào năm 2016 là FRB 121102. Nó cũng được cho là xuất phát ở một thiên hà lùn nhỏ cách đây hơn 3 tỷ năm ánh sáng. Phát hiện khi đó được xem là một bước đột phá trong thiên văn học, là lần đầu tiên các nhà thiên văn có thể tìm hiểu về khoảng cách và môi trường của những sự kiện bí ẩn như vậy.

Hiện tại, chưa đến 5% trong số hàng trăm vụ chớp sóng vô tuyến được xác định là loại “lặp lại”, và chỉ một vài trong số chúng hoạt động thường xuyên.

Nhưng FRB 190520 là vụ duy nhất hoạt động bền bỉ, có nghĩa là nó chưa bao giờ "tắt" kể từ khi được phát hiện, Di Li, tác giả nghiên cứu và là trưởng bộ phận vô tuyến của Đài quan sát Thiên văn Quốc gia Trung Quốc và Trung tâm điều hành FAST, cho biết.

Trong khi đó, FRB 121102, "chớp sóng vô tuyến lặp lại nổi tiếng đầu tiên được biết đến có thể đã tắt sau nhiều tháng", ông Li nói.

Những câu hỏi mới

Phát hiện mới nhất đặt ra nhiều câu hỏi hơn cho các nhà khoa học. Họ đặt ra vấn đề về việc liệu có thể có 2 loại FRB không.

“Loại lặp lại khác với loại không lặp lại ra sao? Sự phát xạ vô tuyến liên tục có phải hiện tượng phổ biến không?”, Kshitij Aggarwal, đồng tác giả nghiên cứu, nói.

Hình mô phỏng sao từ phát ra sóng vô tuyến (màu đỏ). (Ảnh: NSF).

Trước đây, các nhà khoa học đã đưa ra giả thuyết rằng các FRB xuất hiện do tàn dư dày đặc còn sót lại sau các vụ nổ siêu tân tinh. Những tàn dư này là các sao neutron, hoặc sao từ - một loại sao neutron có từ trường cực mạnh.

FRB 190520 được được đặt giả thuyết là một vụ nổ “sơ sinh” vì môi trường vật chất xung quanh nó rất dày đặc, Casey Law, đồng tác giả nghiên cứu và nhà khoa học về thiên văn vô tuyến tại Viện Công nghệ California, nói. Khi lượng vật chất này phân tán theo thời gian, các đợt sóng từ FRB 190520 có thể giảm đi.

Từ phát hiện về FRB 190520, ông Li hy vọng có thể phát hiện ra nhiều vụ nổ chớp sóng vô tuyến hơn trong tương lai. “Một bức tranh nhất quán về nguồn gốc và sự tiến hóa của FRB có thể sẽ xuất hiện trong vài năm tới”, ông nói.

Cập nhật: 11/06/2022 Zing