Các nhà khoa học phát hiện một tia bức xạ khổng lồ từ vũ trụ sơ khai

Bình luận Văn Thiện • 02:02, 31/12/20

Giúp NTDVN sửa lỗi

Khi vũ trụ khoảng một tỷ năm tuổi, một thiên hà đã phát một luồng bức xạ và plasma khổng lồ bay vào không gian. Gần 13 tỷ năm sau, các nhà thiên văn Ý đã quan sát thấy luồng tia này dưới dạng một blazar. Phát hiện đã được công bố trên tạp chí Astronomy & Astrophysics.

Mảng kính thiên văn đường cơ sở dài toàn cầu (VLBA), một hệ thống gồm mười kính viễn vọng vô tuyến, đã chụp được hình ảnh của blazar này. Tuy nhiên, những gì thực sự được chụp trong hình ảnh màu giả là một tia sáng màu cam, hướng về phía Trái đất chúng ta và trải dài khoảng 1.600 năm ánh sáng, một khoảng cách cực lớn.

Theo bà Cristiana Spingola, một nhà thiên văn học tại Đại học Bologna và là tác giả chính của bài báo, các nhà khoa học không thấy nhiều blazar như kỳ vọng trong vũ trụ sơ khai.

Bà Spingola giải thích trong một email rằng sự không phù hợp giữa quan sát và kỳ vọng này có thể là do các blazar xa xôi có các đặc tính khác nếu xét các thuộc tính định xứ của nó. Chẳng hạn, luồng tia định xứ có thể di chuyển nhanh hơn so với blazar nhìn từ xa.

Những luồng tia như vậy được phát ra từ trung tâm của các thiên hà bởi các lỗ đen siêu lớn. Các lỗ đen tích tụ các đĩa vật chất xung quanh chúng, đôi khi phóng các tia vật chất ra bên ngoài với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Các nhà khoa học gọi đây là một quasar.

Nhưng khi một thiên hà định hướng sao cho các tia vật chất hướng thẳng về phía Trái Đất thì nó được gọi là một blazar. Nó là cùng một thứ với quasar, chỉ có điều là hướng theo một góc khác.

Vài năm trước, người ta đã tìm thấy các blazar là nguồn phát ra các tia vũ trụ năng lượng cực cao, biến chúng từ một đối tượng gây tò mò thành một nguồn thông tin hấp dẫn về vũ trụ sơ khai.

Blazar trong nghiên cứu này được phát hiện đầu tiên vào tháng 3/2020 và các nhà khoa học đặt tên cho nó là PSO J030947.49 + 271757.31. Nó nằm trong chòm sao Bạch Dương, cách Trái đất khoảng 12,8 tỷ năm ánh sáng. Đây cũng là thiên hà xa nhất mà chúng ta từng thấy phóng ra một luồng tia vật chất như vậy, điều này cũng khiến nó trở thành blazar lâu đời nhất từng được quan sát thấy.

Bà Spingola viết thêm: “Những đặc tính này khiến nó trở thành một đối tượng lý tưởng để nghiên cứu [các hạt nhân thiên hà đang hoạt động] ở khoảng cách cực xa trong vũ trụ học. Chúng ta biết rất ít về vũ trụ sơ khai, vì vậy bất kỳ thông tin mới nào đều rất quan trọng để hiểu rõ hơn về thời kỳ đó”.

Nhóm nghiên cứu cũng phát hiện rằng luồng tia blazar đang di chuyển với tốc độ ba phần tư tốc độ ánh sáng. Đây là một tốc độ cực nhanh nhưng không phải là nhanh nhất, vì những từng có blazar khác đã được ghi nhận với tốc độ hơn 90% tốc độ ánh sáng.

Vệt sáng mà bạn đọc nhìn thấy là một hình ảnh được tạo ra bằng cách tích hợp ba quan sát luồng tia với các tần số vô tuyến khác nhau. Phần sáng nhất của luồng tia là lõi của blazar.

Mảng kính thiên văn đường cơ sở dài toàn cầu

Mảng kính thiên văn đường cơ sở dài toàn cầu, tên tiếng Anh là Very Long Baseline Array (VLBA) là một hệ thống gồm mười kính viễn vọng vô tuyến được vận hành từ xa từ Trung tâm điều hành mảng ở Socorro, New Mexico, như một phần của Đài quan sát đường cơ sở dài (LBO). Mười ăng ten vô tuyến này hoạt động cùng nhau như một mảng tạo thành hệ thống dài nhất trên thế giới sử dụng giao thoa kế đường cơ sở rất dài. Đường cơ sở dài nhất có sẵn trong giao thoa kế này là khoảng 8.611 km.

Kính thiên văn VLBA ở Thung lũng Owens, California
Kính thiên văn VLBA ở Thung lũng Owens, California, Hoa Kỳ. (Ảnh: Wikipedia)

Việc xây dựng VLBA bắt đầu vào tháng 2/1986 và nó được hoàn thành vào tháng 5/1993. Lần quan sát thiên văn đầu tiên sử dụng tất cả mười ăng ten được thực hiện vào ngày 29/5/1993. Tổng chi phí xây dựng VLBA là khoảng 85 triệu USD.

Mỗi máy thu trong VLBA bao gồm một ăng ten đĩa parabol đường kính 25 m, cùng với tòa nhà điều khiển liền kề của nó. Nó chứa các thiết bị điện tử và máy móc hỗ trợ cho máy thu, bao gồm các thiết bị điện tử tiếng ồn thấp, máy tính kỹ thuật số, bộ lưu trữ dữ liệu và máy móc thiết bị chỉ ăng ten. Mỗi ăng-ten có chiều cao tương đương tòa nhà mười tầng khi ăng-ten được chĩa thẳng lên và mỗi ăng-ten nặng khoảng 218 tấn.

Các tín hiệu từ mỗi ăng-ten được ghi lại trên một ổ đĩa cứng khoảng một terabyte và thông tin được đóng dấu thời gian bằng cách sử dụng đồng hồ nguyên tử. Sau khi các ổ đĩa được tải thông tin, chúng được mang đến Trung tâm điều hành khoa học Pete V. Domenici tại NRAO ở Socorro. Ở đó thông tin trải qua quá trình xử lý tín hiệu trong một bộ máy tính kỹ thuật số mạnh mẽ thực hiện giao thoa kế. Những máy tính này cũng thực hiện chỉnh sửa cho vòng quay của Trái Đất, những thay đổi nhỏ trong lớp vỏ Trái Đất theo thời gian và các lỗi đo lường nhỏ khác.

Văn Thiện

Theo gizmodo, wikipedia



BÀI CHỌN LỌC

Các nhà khoa học phát hiện một tia bức xạ khổng lồ từ vũ trụ sơ khai