Dựng bản đồ 3D lõi của một siêu tân tinh

Các nhà thiên văn vừa quan sát vào lõi của siêu tân tinh SN 1987A và phát hiện những phân tử chưa từng được phát hiện trước đây trong bất kỳ vụ nổ sao nào.

Cách đây hơn ba thập kỷ, các nhà thiên văn học đã chứng kiến một sự kiện vũ trụ hiếm hoi và cực kỳ dữ dội: một ngôi sao đang hấp hối và đã phát nổ cách chúng ta 168.000 năm ánh sáng, tỏa ra độ sáng gấp 100 triệu lần Mặt Trời.

Sự bùng nổ đó sau này được biết đến với tên gọi Siêu tân tinh 1987A, nó sáng đến nỗi trở thành siêu tân tinh duy nhất quan sát được bằng mắt thường sau gần 400 năm. Và giờ đây, các nhà khoa học tiến hành nhìn sâu vào trung tâm của vụ nổ và dựng lên bản đồ 3D chi tiết về nó.

Mô phỏng một vụ nổ siêu sao mới. (Ảnh: A. Angelich; NRAO/AUI/NSF).

Sử dụng Chuỗi Kính viễn vọng lớn tại Atacama (ALMA), các nhà nghiên cứu đã phân tích và dựng nên bản đồ 3D cấu trúc các phân tử được hình thành từ tàn dư của siêu tân tinh, và khám phá ra rằng có những phân tử hóa học mới mà chưa từng được phát hiện trước đây ở vụ nổ.

“Khi vụ nổ xảy ra vào đúng 30 năm trước, các nhà thiên văn có ít kiến thức về những vụ nổ như thế này. Họ không biết nó tác động đến không gian xung quanh như thế nào, cũng như việc vật chất nóng của ngôi sao đột ngột bị nguội đi có thể tạo ra được những phân tử mới”, nhà thiên văn Rémy Indebetouw ở Đại học Virginia cho biết.

“Nhờ quan sát từ ALMA, cuối cùng chúng ta đã thấy được bụi sao nguội lạnh được hình thành từ vụ nổ, cho ta biết được những hiểu biết về bản thân của ngôi sao và cách một vụ nổ siêu sao mới được hình thành”, ông cho biết thêm.

Mặc dù các siêu tân tinh trông như những kẻ phá hoại, là cái chết của một ngôi sao và gây nguy hiểm cho bất cứ những thiên thể nào ở không gian xung quanh, nhưng chúng cũng tạo ra những phản ứng hóa học sinh ra bụi vũ trụ, là bước đầu để tạo ra những hành tinh.

Nhóm cộng sự của Indebetouw đã sử dụng quan sát bởi ALMA để theo dõi lõi của SN 1987A ở bước sóng millimet - khoảng giữa của hồng ngoại và vô tuyến - cho ra kết quả là một cái nhìn chưa từng thấy trước đây về lõi của một ngôi sao đang bùng nổ.

Với kết quả này, họ đã có thể lập bản đồ 3D cấu trúc của siêu tân tinh, cho thấy vị trí và sự phong phú các phân tử mới được hìnhh thành bên trong nó, bao gồm cả silicon monoxit (SiO) và carbon monoxide (CO).

Trong một nghiên cứu độc lập khác, các nhà nghiên cứu đã dựa vào quan sát của ALMA mà thấy được các phân tử chưa từng được phát hiện trước đây trong những siêu tân tinh, bao gồm cation formyl (HCO+) và sulfur monoxide (SO).

“Đây là lần đầu tiên chúng ta tìm thấy các phân tử này trong một vụ nổ siêu tân tinh, giúp giải đáp câu hỏi được đặt ra từ lâu, rằng một vụ nổ sao có tàn phá tất cả những phân tử có bên trong ngôi sao đó hay không”, Mikako Matsuura từ Đại học Cardiff ở Anh cho biết.

Theo các nhà nghiên cứu, những phát hiện về các phân tử mới này đặt giả thuyết rằng sẽ còn nhiều phân tử khác nữa trong lõi siêu tân tinh mà chưa được tìm thấy, từ đó cho thấy sự dữ dội của các vụ nổ sao như thế nào.