Những hạt năng lượng cao, được cho là đã được một hố đen siêu lớn gửi đến Trái đất từ hàng trăm triệu năm trước, đã va chạm với Trái đất và cung cấp cho các nhà thiên văn học một phát hiện sâu sắc hiếm có về các hố đen.
Các hố đen siêu lớn như những con quái vật khổng lồ ẩn náu trong trung tâm các thiên hà. Lực hấp dẫn của chúng mạnh đến mức nếu một ngôi sao không may đến quá gần nó, ngôi sao đó sẽ bị nó hút vào làm vỡ vụn thành nhiều mảnh.
Các nhà thiên văn gọi đây là sự kiện gián đoạn thủy triều. Sau đó, hố đen nuốt phần còn lại của ngôi sao, và phát ra ánh sáng trong chớp nhoáng đó, vì lỗ đen chứa đầy năng lượng.
Gần đây, một nhóm các nhà thiên văn đã chứng kiến một thảm họa vũ trụ như vậy.
Vào ngày 9 tháng 4 năm 2019, Cơ sở Tia chớp Zwicky (ZTF) tại Đài quan sát Palomar ở Hạt San Diego, California, đã phát hiện ra ánh sáng phát ra trong một sự kiện gián đoạn thủy triều.
Sự kiện này, được đặt tên là AT2019dsg, xảy ra trong một thiên hà được gọi là 2MASX J20570298 + 1412165, cách Trái đất hơn 690 triệu năm ánh sáng, trong chòm sao Delphinus.
Điều làm cho sự kiện này trở nên quan trọng hơn là các nhà thiên văn học sau đó đã tìm thấy những "hạt ma", hay hạt neutrino, chúng đến từ cùng một hướng với sự kiện gián đoạn thuỷ triều này.
Vào ngày 1 tháng 10 năm 2019, Đài quan sát IceCube Neutrino ở Nam Cực đã phát hiện thấy hạt neutrino năng lượng rất cao có tên là IC191001A. Hóa ra là neutrino đã đến từ một hướng rất gần với hướng của sự kiện AT2019dsg.
“IC191001A đập vào băng Nam Cực với năng lượng cực mạnh, lên đến hơn 100 teraelectronvolt”, đồng tác giả, Giáo sư Anna Franckowiak, một nhà nghiên cứu tại Đại học Bochum, cho biết trong một tuyên bố.
“Để so sánh, đó là mức năng lượng này lớn hơn ít nhất mười lần năng lượng hạt tối đa có thể đạt được trong máy gia tốc hạt mạnh nhất thế giới, Máy Va chạm Hadron Lớn tại phòng thí nghiệm vật lý hạt Châu Âu CERN gần Geneva”.
Neutrino có ở khắp mọi nơi và nhiều hơn tất cả các nguyên tử trong vũ trụ, nhưng chúng rất nhỏ và hầu như không tương tác với bất cứ thứ gì, khiến chúng cực kỳ khó phát hiện. Chúng được gọi là các ‘hạt ma’ vì chúng có thể đi qua các vật thể rắn mà không gặp bất cứ trở ngại gì.
Nghiên cứu sinh Tiến sĩ Robert Stein tại Đại học Điện tử-Synchrotron Đức (DESY) và Đại học Humboldt, đồng tác giả nghiên cứu cho biết: “Đây là neutrino đầu tiên có liên quan đến sự kiện gián đoạn thủy triều và nó mang lại cho chúng ta bằng chứng có giá trị”.
“Nguồn gốc của các hạt neutrino năng lượng cao trong vũ trụ vẫn chưa được biết, chủ yếu là vì chúng nổi tiếng là khó xác định”, đồng tác giả, Tiến sĩ Sjoert van Velzen, một nhà nghiên cứu tại Đại học New York, cho biết trong một tuyên bố. “Kết quả của chúng tôi sẽ là lần thứ hai các hạt neutrino năng lượng cao được truy tìm trở lại nguồn của chúng”.
“Các sự kiện gián đoạn thủy triều là hiện tượng cực kỳ hiếm gặp, chỉ xảy ra mỗi 10.000 đến 100.000 năm một lần trong một thiên hà lớn như thiên hà của chúng ta. Các nhà thiên văn mới chỉ quan sát được vài chục sự kiện tại thời điểm này”, điều tra viên chính của Swift S. Bradley Cenko tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, cho biết trong một tuyên bố. “Các phép đo đa bước sóng của mỗi sự kiện giúp chúng tôi tìm hiểu thêm về chúng như một lớp mới, vì vậy AT2019dsg rất được quan tâm ngay từ ban đầu, khi chưa phát hiện ra các hạt neutrino”.
Kể từ khi phát hiện neutrino xảy ra vài tháng sau sự kiện gián đoạn thủy triều, nó đặt ra câu hỏi về việc liệu hai phát hiện đó có thực sự liên quan đến nhau hay không.
Những giả định này đã thúc đẩy một chiến dịch đa bước sóng sử dụng nhiều công cụ như kính viễn vọng vô tuyến, quang học và tia X, bao gồm cả kính viễn vọng không gian tia X Swift của NASA, để cố gắng tìm hiểu mối liên hệ giữa sự kiện gián đoạn thủy triều và hạt cao năng lượng neutrino.
Các quan sát chỉ ra rằng sự kiện gián đoạn thủy triều giống như là một máy gia tốc hạt tự nhiên.
Đồng tác giả Marek Kowalski, trưởng khoa thiên văn neutrino tại DESY và là giáo sư tại Đại học Humboldt ở Berlin, cho biết: “Các quan sát kết hợp chứng minh sức mạnh của thiên văn học đa ngành. Nếu không phát hiện ra sự kiện gián đoạn thủy triều, neutrino sẽ chỉ là một trong số rất nhiều loại hạt được phát hiện. Và nếu không có neutrino, việc quan sát sự kiện gián đoạn thủy triều sẽ chỉ là một trong số rất nhiều sự kiện. Chỉ thông qua sự kết hợp, chúng tôi mới có thể tìm ra một ‘máy gia tốc hạt' khổng lồ mới và học được điều gì đó mới về các quy trình bên trong ‘chiếc máy gia tốc hạt' đó”.
AT2019dsg là một trong số ít các sự kiện gián đoạn thủy triều phát ra tia X đã biết. Các nhà khoa học tin rằng tia X đến từ phần bên trong của đĩa bồi tụ hoặc từ các tia plasma tương đối.
Nhóm nghiên cứu không thấy bằng chứng rõ ràng về các tia từ AT2019dsg, và thay vào đó họ cho rằng việc làm mát nhanh trong đĩa có thể giải thích sự phát ra tia X.
Tuy nhiên, không phải ai cũng đồng tình với ý kiến này. Một lập luận khác cho rằng sự phát xạ đến từ một tia nhanh chóng bị che khuất bởi những đám mây mảnh vụn. Cho đến nay, vẫn chưa rõ giả thuyết nào là chính xác.
Một video từ Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard của NASA cho thấy sự kiện gián đoạn thủy triều có thể trông như thế nào.
Giáo sư Francis Halzen, nhà nghiên cứu tại Đại học Wisconsin-Madison và điều tra viên chính của IceCube, người không trực tiếp tham gia vào nghiên cứu, cho biết: “Chúng ta có thể chỉ nhìn thấy phần nổi của tảng băng trôi ở đây. Trong tương lai, chúng ta hy vọng sẽ tìm thấy nhiều mối liên hệ hơn nữa giữa các hạt neutrino năng lượng cao và các nguồn xuất phát của chúng”.
Khám phá này đã được công bố trên hai bài báo trên tạp chí Nature Astronomy.
Ánh Dương
Theo The Epoch Times
