Hình ảnh chưa từng có về trung tâm hệ Ngân Hà tiết lộ một hiện tượng vũ trụ mới

Bình luận Văn Thiện • 01:34, 30/05/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Trung tâm của Dải Ngân hà là một nơi kỳ lạ và hoang dã. Ở đó có lõi thiên hà - một lỗ đen siêu lớn có khối lượng gấp 4 triệu lần Mặt trời, một con quái vật tên là Nhân Mã A*. Khu vực này có lẽ là môi trường khắc nghiệt nhất trong thiên hà của chúng ta, bị chi phối bởi lực hấp dẫn và từ trường của lỗ đen.

Tuy Nhân Mã A* chỉ cách chúng ta 25.800 năm ánh sáng, nhưng việc nhìn thấy nó là rất khó do khu vực này bị bao phủ bởi những đám mây bụi và khí dày che khuất một số bước sóng ánh sáng.

Tuy nhiên, với việc sử dụng công nghệ mới được trang bị tại Đài quan sát tia X Chandra của NASA và kính viễn vọng vô tuyến MeerKAT ở Nam Phi, các nhà khoa học đã có thể nhìn thấy các bước sóng đó và bắt đầu phát hiện một số quá trình kỳ lạ diễn ra tại trung tâm của hệ Ngân Hà.

Theo Science Alert, các nhà khoa học đã kết hợp những hình ảnh thu được để tạo ra một bức tranh ghép ảnh toàn cảnh với độ chi tiết "chưa từng có" về tấm thảm năng lượng tại trung tâm thiên hà dệt bởi các sợi khí siêu nóng và từ trường.

Đáng chú ý, tấm thảm có chứa một sợi khí đặc biệt phát sáng rực rỡ ở cả bước sóng tia X và vô tuyến đan xen vào nhau.

Nhà thiên văn học Daniel Wang thuộc Đại học Massachusetts Amherst, người đứng đầu nghiên cứu nói: "Sợi này tiết lộ một hiện tượng mới. Đó là bằng chứng về một sự kiện tái kết nối từ tính đang diễn ra”.

Hình ảnh trung tâm hệ Ngân Hà. (NASA / CXC / UMass / QD Wang; NRF / SARAO / MeerKAT)
Hình ảnh trung tâm hệ Ngân Hà. (NASA / CXC / UMass / QD Wang; NRF / SARAO / MeerKAT)

Trong bức ảnh trên, các màu cam, xanh lục, xanh lam và tím đại diện cho các bức xạ X với năng lượng khác nhau. Các bước sóng vô tuyến có màu hoa cà và xám. Ở phía trên và dưới mặt phẳng thiên hà có hai sợi khí khổng lồ kéo dài 700 năm ánh sáng. Trong đó, sợi khí ở phía nam dường như có liên quan đến một bong bóng vô tuyến khổng lồ (the giant radio bubble) chỉ mới được phát hiện vào năm 2019, được cho là kết quả của hoạt động gần đây của Nhân Mã A*.

Sợi khí trong nghiên cứu, được đặt tên là G0.17-0.41, xuất hiện ở thùy phía nam. Đây một cấu trúc mảnh, dài 20 năm ánh sáng, nhưng chỉ rộng 0,2 năm ánh sáng.

Sợi khí bao gồm các bức xạ tia X được nhúng bên trong một sợi vô tuyến, và hồ sơ của nó cho thấy rằng sợi vô tuyến là một từ trường. Hình dạng và đặc tính quang phổ cho thấy sợi khí là kết quả của quá trình tái kết nối từ tính - một sự kiện dữ dội xảy ra khi các đường sức từ trường thẳng hàng theo hướng ngược nhau va chạm, đứt gãy và kết nối lại.

Hình ảnh G0.17-0.41. (NASA / CXC / UMass / QD Wang; NRF / SARAO / MeerKAT)
Hình ảnh G0.17-0.41. (NASA / CXC / UMass / QD Wang; NRF / SARAO / MeerKAT)

Trong quá trình này, từ trường sắp xếp lại, năng lượng từ trường được chuyển đổi thành động năng và nhiệt. Thông thường, quá trình này không đủ năng lượng để tạo ra tia X, ngoại trừ từ trường cực mạnh ở trung tâm thiên hà.

Vị trí của các sợi khí cho thấy rằng quá trình tái kết nối từ tính có thể được kích hoạt bởi sự va chạm giữa các đám mây khí. Khi vật chất bị đẩy ra khỏi vụ nổ ở trung tâm thiên hà, nó va chạm với khí trong khu vực giữa các vì sao, từ đó kích hoạt sự tái kết nối.

Bởi vì hầu hết các sự kiện tái kết nối sẽ quá mờ nhạt hoặc quá khuếch tán trong tia X, nên việc phát hiện bằng các phương pháp hiện tại rất khó khăn. Do đó, có khả năng G0.17-0.41 "chỉ phần nổi của tảng băng tái kết nối tại trung tâm thiên hà", ông Wang viết trong bài báo.

Vì các sự kiện tái kết nối có thể đóng một vai trò trong việc làm nóng plasma giữa các vì sao, gia tốc của các tia vũ trụ, sự nhiễu loạn và sự hình thành các cấu trúc giữa các vì sao, ông Wang tin rằng các sợi như G0.17-0.41 có thể là một phòng thí nghiệm tuyệt vời để hiểu vật lý về quá trình tái kết nối từ tính giữa các vì sao .

Ông viết thêm: "Trung tâm thiên hà là một hệ thống thực sự phức tạp, liên quan đến không chỉ tác động qua lại giữa các ngôi sao khác nhau và các thành phần giữa các vì sao, cộng với Nhân Mã A*, mà còn có cả luồng vào và luồng ra, nhiều nguồn năng lượng, cũng như cơ chế làm nóng và làm lạnh".

"Một nghiên cứu toàn diện về trung tâm thiên hà với mức độ phức tạp như này sẽ thực sự đòi hỏi một cách tiếp cận đa bước sóng, cùng với các mô phỏng lý thuyết và máy tính chuyên dụng. Cuối cùng, những gì chúng ta học được từ hệ sinh thái trung tâm thiên hà và mối liên hệ của nó với các cấu trúc quy mô lớn hơn sẽ cung cấp cho chúng ta những hiểu biết sâu sắc về sự hoạt động của các vùng cực đoan tương tự trong các thiên hà khác”.

Nghiên cứu đã được xuất bản trong Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Văn Thiện



BÀI CHỌN LỌC

Hình ảnh chưa từng có về trung tâm hệ Ngân Hà tiết lộ một hiện tượng vũ trụ mới