Tác giả: Stefanie Waldek
[ChanhKien.org]
Đây là hình dạng của tàn dư từ một vụ nổ siêu tân tinh vừa được nghiên cứu – kỳ lạ với hình cầu gần như hoàn hảo. (Ảnh: Filipovic và cộng sự)
Quả “Bong bóng vũ trụ” gần như hoàn hảo này đang gây xôn xao giới thiên văn học và sau đây là lý do khiến nó được chú ý như vậy.
Trong vũ trụ chúng ta không thiếu những thiên thể có hình dạng tròn. Các hành tinh, Mặt Trăng hay các ngôi sao đều có dạng hình cầu rất đẹp. Thế nhưng, các nhà thiên văn học mới đây đã phát hiện một khối cầu bí ẩn nằm sâu trong dải Ngân Hà, và chắc chắn là nó không giống bất kỳ thiên thể nào trong số đó.
Khối cầu thiên thể này, do nhà vật lý thiên văn Miroslav Filipović thuộc Đại học Western Sydney phát hiện, có thể là một tàn dư siêu tân tinh (supernova remnant – SNR) — tức là một lớp vỏ khí và bụi đang giãn nở do sóng xung kích từ vụ nổ của một ngôi sao khổng lồ. Tuy các tàn dư siêu tân tinh không phải là điều hiếm gặp, nhưng trường hợp đặc biệt này lại cho thấy nhiều điểm bất thường, trong đó là hình dạng tròn diệu kỳ. Chính vì hình dạng như vậy, nên ông Filipović và nhóm nghiên cứu đã đặt tên cho nó là SNR Teleios, theo tiếng Hy Lạp có nghĩa là “hoàn hảo”.
Ông Filipović tình cờ phát hiện ra Teleios — được định danh chính thức là G305.4–2.2 — trong lúc đang rà soát các hình ảnh mới chụp từ kính thiên văn vô tuyến Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP). ASKAP hiện đang thực hiện khảo sát toàn bộ bầu trời tại bán cầu Nam. “Tôi đang theo dõi những hình ảnh được cập nhật, tìm kiếm điều gì đó thú vị, hoặc chưa từng thấy trước đây, thì bất ngờ bắt gặp Teleios”, ông Filipović chia sẻ với Space.com. “Hình tròn hoàn hảo của nó thật lạ thường, nên tôi đã tìm hiểu sâu hơn”.
Dựa vào dữ liệu thu thập từ ASKAP và Murchison Widefield Array, ông Filipović và cộng sự ước tính rằng Teleios có thể có đường kính khoảng 46 năm ánh sáng nếu tính từ vị trí cách Trái Đất 7.175 năm ánh sáng, hoặc 157 năm ánh sáng nếu tính từ vị trí cách Trái Đất 25.114 năm ánh sáng. (Việc xác định khoảng cách trong không gian vốn luôn đầy thách thức). Tuy nhiên, bất kể kích thước và vị trí của nó, độ đối xứng gần như hoàn hảo của tàn dư siêu tân tinh này rất khác thường. Hình dạng của nó được đo với điểm số tròn lên tới 95,4%, khiến nó trở thành một trong những tàn dư siêu tân tinh đối xứng nhất từng được ghi nhận.
Mặc dù các mô hình lý thuyết cho rằng các tàn dư siêu tân tinh thường có hình tròn, nhưng thực tế lại cho thấy hình ảnh hỗn độn hơn. “Hình dạng ‘thông thường’ của các SNR thay đổi rất nhiều, hoặc là do ảnh hưởng của sự bất đối xứng trong vụ nổ ban đầu, sự gián đoạn từ việc mở rộng vào môi trường không hoàn hảo, hoặc nhiều yếu tố nhiễu loạn khác”, ông Filipović giải thích. “Điều khiến Teleios trở nên nổi bật chính là việc nó không hề thể hiện bất kỳ sự bất đối xứng nào; trông nó như kết quả của một vụ nổ diễn ra với các điều kiện ban đầu gần như lý tưởng và hoàn toàn không bị cản trở trong quá trình giãn nở”.
Vậy điều gì có thể giải thích cho một sự tiến hóa không bị xáo trộn như vậy? Theo ông Filipović, câu trả lời có thể nằm ở vị trí của nó. Teleios nằm ở 2,2 độ bên dưới Mặt phẳng Thiên hà, nơi có mật độ khí và bụi liên sao ít hơn đáng kể. Chính môi trường này có thể đã tạo điều kiện để tàn dư siêu tân tinh giãn nở mà không bị xáo trộn suốt hàng nghìn năm.
Sơ đồ cho thấy vị trí của Teleios trong bối cảnh của Mặt phẳng Thiên hà. (Ảnh: Filipović và cộng sự)
Hình dạng của Teleios chỉ mới là một trong những đặc điểm bất thường của SNR này. Góp phần vào sự bí ẩn này là việc Teleios chỉ phát ra bước sóng vô tuyến, cùng với một chút phát xạ hydrogen-alpha. “Hầu hết các SNR đều có thể quan sát được ở các bước sóng khác — quang học, hồng ngoại, hay tia X”, ông Filipović cho biết. “Dữ kiện mà chúng ta không thấy được ở đây có phần khó hiểu. Có thể nhiệt độ của nó không đủ cao để tạo ra các loại bức xạ đó, hoặc cũng có thể nó đã quá già khiến các bức xạ khác mờ dần, trong khi sóng vô tuyến vẫn còn tồn tại”.
Chính sự thiếu hụt bức xạ này khiến việc xác định loại siêu tân tinh nào đã tạo ra Teleios trở nên khó khăn hơn. Kịch bản hợp lý nhất là một siêu tân tinh Loại Ia (Type la) xảy ra khi một sao lùn trắng hút vật chất từ ngôi sao đồng hành cho tới khi phát nổ dữ dội. Một tình huống khác là siêu tân tinh Loại Iax (Type Iax), tương tự như Loại Ia nhưng có thể để lại một “ngôi sao xác sống” sau vụ nổ. Tuy nhiên, các dữ liệu quan sát hiện tại của Teleios lại không hoàn toàn phù hợp với bất kỳ mô hình nào trong số đó.
Cũng như với nhiều vật thể mới được phát hiện trong vũ trụ, các nhà nghiên cứu còn có nhiều điều phải tìm hiểu để giải mã tất cả những bí ẩn của Teleios. Và may mắn thay, không có thời điểm nào khác tốt hơn để nghiên cứu SNR. “Đây là ‘thời kỳ hoàng kim’ của thiên văn vô tuyến, khi những thiết bị quan sát tân tiến, chẳng hạn như ASKAP hay MeerKAT, đang mở ra cánh cửa cho những khám phá mới mẻ”, ông Filipović cho biết.
Một bài nghiên cứu về những phát hiện này đã được gửi đến Tập san Hiệp hội Thiên văn học Úc (Publications of the Astronomical Society of Australia), và hiện đã có trên trang bản in điện tử (arXiv) dưới dạng bản sơ bộ trước khi phát hành.
Dịch từ: