Những vụ nổ năng lượng phát ra từ sâu trong không gian có nguồn gốc kỳ lạ

Các vụ nổ sóng vô tuyến nhanh (fast radio burst hay FRB) là một trong những hiện tượng bí ẩn và hấp dẫn nhất với năng lượng đến từ sâu trong vũ trụ.

Các sóng vô tuyến nhanh hoặc FRB là những xung mạnh của sóng vô tuyến kéo dài chỉ vài mili giây, có thể cho năng lượng nhiều hơn một phần giây so với Mặt Trời trong vài giờ, vài ngày hoặc vài tuần. Các nhà khoa học đã viết trong nghiên cứu rằng các FRB chỉ được phát hiện vào năm 2007, và trong khi các nhà nghiên cứu đã phát hiện được khoảng 20 FRB trong thập kỷ qua, họ ước tính những lần nhấp nháy có thể xảy ra đến 10.000 lần mỗi ngày trên toàn bộ bầu trời.

Nguồn gốc của FRB vẫn còn là một điều bí ẩn bởi vì bản chất ngắn ngủi của chúng làm cho các nhà khoa học khó xác định được nơi chúng đến. Những nghiên cứu trước đây cho rằng, FRB có thể là do sự bốc hôi của các lỗ đen hoặc va chạm giữa các sao neutron.

Tuy nhiên, vào năm 2016, các nhà khoa học phát hiện ra một vụ nổ sóng vô tuyến nhanh gọi là FRB 121102 có thể giải phóng nhiều vụ nổ khác. "Đây là một vụ nổ nhanh được lặp đi lặp lại nhiều lần", đồng tác giả nghiên cứu Jason Hessels, một nhà thiên văn học tại Đại học Amsterdam nói với Space.

Ông Hessels đánh giá việc FRB 121102 có thể nổ tung nhiều lần cho thấy nó không xuất phát từ một biến cố địa chất nào đó. "Một câu hỏi quan trọng trong lĩnh vực này là liệu nguồn phát sóng vô tuyến lặp đi lặp lại này có khác biệt gì về cơ bản so với tất cả các nguồn không rõ ràng khác hay không", nhà khoa học nói.

Để tìm hiểu thêm về FRB này, các nhà khoa học đã sử dụng Đài thiên văn Arecibo ở Puerto Rico và Kính thiên văn Green Bank ở Tây Virginia để phân tích dữ liệu về 16 vụ nổ. FRB 121102 nằm trong một khu vực hình thành sao của một thiên hà lùn, cách Trái Đất khoảng 3 tỷ năm ánh sáng, ông Hessels nói. Vì các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy FRB 121102 từ quãng đường xa như vậy, năng lượng trong một phần nghìn giây của mỗi vụ nổ này phải giống như năng lượng mà Mặt Trời phát trong cả ngày.

Những phát hiện này xuất phát từ một nghiên cứu, tập trung xem xét một trong những vụ nổ sóng radio nhanh được gọi là FRB 121102. Cuối cùng, các nhà khoa học đã hiểu được thông điệp được phân cực như thế nào. Họ phát hiện ra FRB 121102 nó đã đến từ nguồn lạ, chẳng hạn như một hố đen khổng lồ.

Trong nghiên cứu này, các nhà nghiên cứu tập trung vào một đặc trưng của sóng vô tuyến được gọi là phân cực. Thuộc tính này xảy ra vì tất cả các sóng ánh sáng, bao gồm cả sóng vô tuyến, có thể gợn lên và xuống, qua trái, qua phải hoặc ở bất kỳ góc nào ở giữa. Các sóng vô tuyến từ FRB 121102 có thời gian ngắn và cực phân cực (hầu hết các sóng vô tuyến đều lan truyền theo cùng một hướng), tương tự như phát xạ từ các sao neutron có năng lượng trẻ trước đây đã nhìn thấy trong dải Ngân hà, Andrew Seymour, tác giả của nghiên cứu và là nhà khoa học tại Trung tâm Thiên văn Quốc gia Ionosphere tại Đài thiên văn Arecibo cho biết trong bản tuyên bố.

Khi sóng vô tuyến đi qua một tần số plasma bị thu hút, hoặc đám mây của các hạt tích điện, hướng mà chúng phân cực có thể xoắn, một hiệu ứng gọi là quay Faraday. Hessels và các đồng nghiệp của ông phát hiện ra rằng các vụ nổ sóng vô tuyến của FRB 121102 đã bị xoắn hơn 500 lần so với các kết quả từ bất kỳ FRB nào cho đến nay.

Ông Hessels cho biết: "Tôi không thể tin vào đôi mắt của mình khi lần đầu tiên tôi nhìn thấy dữ liệu. Vòng xoay chuyển cực trị của Faraday là rất hiếm".

Sự xoắn cực đoan này cho thấy các vụ nổ FRB 121102 đi qua một tần số plasma cực kỳ nóng, với một từ trường cực mạnh. Theo các nhà nghiên cứu, các tần số plasma này có thể tồn tại gần hố đen, cũng có thể là một hố đen lớn hơn 10.000 lần khối lượng của Mặt Trời hoặc là những gì còn sót lại của siêu tân tinh.

Nhà nghiên cứu Hessels nói rằng: "Chính tôi và nhiều người khác rất muốn biết liệu hiện tượng bùng nổ sóng vô tuyến này có nguồn gốc đơn hay đa vật lý. Có một số lượng lớn các kính viễn vọng sẽ xuất hiện trong vài năm tới, hứa hẹn hỗ trợ nghiên cứu, khám phá nhiều hơn nữa để trả lời những câu hỏi này".

Mặc dù cho đến hiện tại, không ai có thể chắc chắn về người ngoài hành tinh nhưng nhiều nhà thiên văn học vẫn tập trung vào việc tìm kiếm trí thông minh ngoài Trái Đất. Tiến sĩ Vishal Gajjar, một trong những nhà khoa học tham gia dự án nghiên cứu về FRB 121102 nói: "Chúng tôi không thể loại trừ hoàn toàn giả thuyết người ngoài hành tinh cho các vụ nổ FRB nói chung”.

PHƯƠNG PHƯƠNG (Theo Space, Independent)