Phát hiện vật thể không gian di chuyển nhanh chưa từng có, vận tốc 612km/s

1.276

Khi các ngôi sao lớn chết đi, chúng không lặng lẽ làm như vậy.

Cái chết của chúng là một sự kiện thắp sáng toàn bộ vũ trụ. Một vụ nổ siêu tân tinh đưa ruột của các ngôi sao trào ra ngoài không gian trong một đám mây khí gas và bụi mỏng cực kỳ rực rỡ. Cùng lúc đó, lõi của ngôi cao còn thoi thóp sụp đổ thành ngôi sao neutron siêu dày đặc hoặc lỗ đen.

Nếu vụ nổ xảy ra theo kịch bản đó, nó có thể gửi lõi bị sụp xuyên qua Dải Ngân Hà với vận tốc cực kỳ điên cuồng, cuối cùng sẽ thoát khỏi của thiên hà chúng ta và lao về không gian giữa những thiên hà. Điều kỳ diệu này đã xảy ra gần đây và được các nhà khoa học từ đài quan sát tia X Chandra phát hiện. Một loại sao neutron phát xung, hay còn gọi là sao xung, xé toạc trung tâm của chính nó với tốc độ khoảng 612 km/s.

Hình chụp sao xung bỏ trốn khỏi tàn dư siêu tân tinh G292.0 + 1.8.

Sao xung này là một trong những vật thể nhanh nhất từng được phát hiện. Đứng đầu bảng xếp hạng tốc độ không phải là sản phẩm của vụ nổ siêu tân tinh mà là một ngôi sao quay quanh Sgr A* - lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà. Ở điểm nhanh nhất trên quỹ đạo, nó có thể đạt vận tốc 24.000 km/s.

Nhà vật lý thiên văn Xi Long thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian (CfA) cho biết: “Chúng tôi trực tiếp nhìn thấy chuyển động của sao xung bằng tia X, tất cả là nhờ tầm nhìn nhạy bén của Chandra”.

Nhóm phát hiện sao xung khi đang theo dõi tàn dư của siêu tân tinh phát sáng cách Trái đất 20.000 năm ánh sáng, được đặt tên là G292.0 + 1.8. Xi Long cùng lúc nảy sinh ý tưởng nghiên cứu vật thể mới để hiểu rõ hơn về lịch sử của siêu tân tinh, bằng cách truy ngược lại chuyển động của nó từ trung tâm của G292.0 + 1.8.

Nhà vật lý thiên văn Daniel Patnaude của CfA cho biết: “Chúng tôi chỉ có một số vụ nổ siêu tân tinh có hồ sơ rõ ràng, vì vậy nhóm tôi muốn kiểm tra xem liệu G292.0 + 1.8 có khả năng được thêm vào đó không”.

Họ đã nghiên cứu nhiều hình ảnh chụp tàn dư siêu tân tinh vào năm 2006 và 2016, đồng thời sử dụng dữ liệu Gaia về vị trí hiện tại của nó trong Dải Ngân hà để so sánh sự khác biệt về vị trí của sao xung. Sau thời gian nghiên cứu, họ phát hiện một sự thật thú vị: ngôi sao chết dường như đang di chuyển nhanh hơn 30% so với các ước tính trước đó.

Điều này có nghĩa là quá trình di chuyển từ trung tâm của tàn dư siêu tân tinh tốn ít thời gian hơn, do đó thời điểm vụ nổ siêu tân tinh diễn ra gần hơn suy luận ban đầu. Các ước tính trước đó đặt niên đại của siêu tân tinh vào khoảng 3.000 năm trước, ước tính mới đây đã giảm nó xuống khoảng 2.000 năm trước.

Vận tốc thay đổi của sao xung cũng cho phép nhóm nghiên cứu tiến hành một cuộc điều tra về cách sao xung bị đẩy ra khỏi tâm của siêu tân tinh. Họ đã đưa ra hai kịch bản, cả hai đều liên quan đến một cơ chế tương tự.

Kịch bản đầu tiên, lõi của ngôi sao được phóng ra từ vụ nổ siêu tân tinh không đối xứng. Trường hợp còn lại, các mảnh vỡ từ vụ nổ được phóng ra không đối xứng. Tuy nhiên, bởi vì năng lượng lõi cần là cực kỳ lớn, nên kịch bản thứ hai có vẻ hợp lý hơn cả.

Về cơ bản, một vụ nổ lệch hướng có thể 'đá' phần lõi bị sụp đổ của một ngôi sao chết ra ngoài không gian với tốc độ cực cao. Trong trường hợp này, ngôi sao hiện đang di chuyển ở tốc độ cao hơn tốc độ thoát ra khỏi giữa đĩa của Dải Ngân hà (khoảng 550 km/s), tuy nhiên nó vẫn cần khá nhiều thời gian để làm vậy, chưa tính việc vận tốc có thể giảm theo thời gian.

Trên thực tế, tốc độ thực của sao xung có thể cao hơn con số ước lượng 612 km/s, vì nó đang di chuyển rất nhẹ theo tầm nhìn của chúng ta.

Nhà vật lý thiên văn Paul Plucinsky của CfA cho biết: “Sao xung này có năng lượng gấp khoảng 200 triệu lần so với chuyển động của Trái đất quanh Mặt trời. Rõ ràng nó đã nhận được lực đá cực mạnh từ vụ nổ siêu tân tinh không đối xứng”.

Nghiên cứu mới đã chính thức được đăng trên tạp chí Vật Lý Thiên Văn (Astrophysical Journal).

Cập nhật: 23/06/2022 VNReview