Các nhà khoa học NASA vừa tìm ra tia X vũ trụ rất mạnh nhưng không rõ nó đến từ đâu

Có vẻ hôm qua là ngày lớn của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ, một nghiên cứu được NASA tài trợ đã giải được một trong những bí ẩn vũ trụ làm phiền lòng các nhà khoa học bấy lâu nay: họ đã tìm ra được nguồn gốc của tia X vẫn được tìm thấy trong Hệ Mặt Trời. Trong khám phá ấy, họ lại tìm ra thêm một nhóm tia X khác mạnh hơn và không rõ nguồn gốc.

Nghiên cứu này tới từ bản phân tích những dữ liệu ghi lại được trong sứ mệnh DXL của NASA, cất cánh vào năm 2012 để tìm ra thứ gì đã phát ra những tia X yếu tại góc thiên hà của chúng ta.

Thời điểm ấy, có hai giả thuyết được đặt ra. Việc phóng ra tia X trên vũ trụ có thể bị được gây ra bởi gió Mặt Trời (một dòng các hạt mang điện phóng ra từ tầng khí quyển ngoài của Mặt Trời). Nhưng các nhà khoa học cũng có một giả thuyết nữa, rằng chúng đến từ Local Hot Bubble – Bong Bóng Nóng Lân Cận, một vùng năm trên lý thuyết, chứa khí gas nóng và bao phủ Hệ Mặt Trời của chúng ta. Cuối cùng thì giả thuyết nào đã đúng?

“Chúng tôi đã cho thấy rằng chỉ 40% những tia X này là đế từ gió Mặt Trời”, theo lời nhà vật lý học vũ trụ Massimiliano Galeazzi, đến từ Đại học Miami. “Điều đó cho thấy rằng phần còn lại của các tia X là đến từ Local Hot Bubble, đó trở thành bằng chứng cho bong bóng khổng lồ này tồn tại”.

Nghiên cứu này giải mã được một trong những cuộc tranh luận lâu đời về vũ trụ, tranh luận về nguồn gốc của những tia X bí ẩn. Nhưng chính nghiên cứu ấy lại mở ra một bí ẩn vũ trụ khác.

Khi DXL được phóng lên hồi 2012, chuyến bay ấy không dài. Trên DXL là tên lửa âm thanh của NASA mang tên Black Brant IX. Toàn bộ hệ thống bay lên trên bầu khí quyển của Trái Đất, nhận tín hiệu trong vòng 5 phút và quay trở lại mặt đất.

Nhưng chỉ trong khoảng thời gian 5 phút ngắn ngủi ấy, thiết bị của DXL đã nhận được những tín hiệu mà các nhà khoa học không ngờ tới: những tia X mạnh mà chắc chắn nó không tới từ gió Mặt Trời hay từ Local Hot Bubble.

Cách thức DXL thu thập dữ liệu.

“Với lượng năng lượng lớn thế, thì gió Mặt Trời hay Local Hot Bubble không sản sinh ra được tới ¼ số đó”, nhà nghiên cứu Youaraj Uprety nói. “Vẫn còn một nguồn tia X khác trong khoảng năng lượng này”.

Sau khi các nhà khoa học phát hiện ra sự tồn tại của tia X vũ trụ vào những năm 1960, họ đã biết rằng nguồn phát ra chúng phải ở gần với Hệ Mặt Trời của chúng ta, bởi lẽ lượng khí gas trung lập trong Hệ Mặt Trời sẽ hấp thụ hết tia X nếu như chúng đến từ một nơi quá xa.

Từ đó, giả thuyết về Local Hot Bubble, một quả bong bóng chứa đầy khí gas ion hóa dài 300 năm ánh sáng, bao bọc lấy Hệ Mặt Trời của chúng ta, ra đời và cũng cho rằng nó là nguồn căn của những tia X vũ trụ đó.

“Chúng tôi nghĩ rằng vào khoảng 10 triệu năm trước, một siêu tân tinh đã phát nổ và nó đã ion hóa khí gas trong Local Hot Bubble”, nhà nghiên cứu Galeazzi nói. “Nhưng một siêu tân tinh thì không đủ sức mạnh để cho một bong bóng khổng lồ tới được nhiệt độ ‘nóng’ đó. Hẳn là nhiều hơn một siêu tân tinh như vậy phát nổ trong quá khứ”.

Gần đây, các nhà khoa học đã tìm ra rằng tia X khuếch tán có thể được tạo ra từ ngay bên trong Hệ Mặt Trời của chúng ta, và từ đó, giả thuyết về gió Mặt Trời ra đời.

Khi gió Mặt Trời tương tác với khí gas trung lập có trong vũ trụ, chúng sẽ thu thập những eletron từ những hạt trung lập ấy. Và một khi những hạt electron đạt được trạng thái cố định, chúng sẽ mất đi năng lượng và đó là nguồn gốc của tia X được phát ra.

Nhờ có sứ mệnh DXL, chúng ta biết rằng cả hai hiện tượng này đều là nguyên nhân sinh ra tia X trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Điều này sẽ cho chúng ta biết thêm chút ít về Local Hot Bubble, quả bong bóng khổng lồ mà ta vẫn còn có quá ít thông tin về nó.

“Ta sẽ hiểu hơn được về cấu trúc bao quanh Hệ Mặt Trời của chúng ta”, nhà nghiên cứu Uprety nói.

Nhưng về những tia X mạnh hơn mà DXL phát hiện được ra thì các nhà khoa học vẫn đang bó tay về nguồn gốc của chúng. Khi mà lượng năng lượng của những tia X này quá lớn để có thể đến từ gió Mặt Trời hay Local Hot Bubble.

Đừng vội lo lắng, khi mà tháng 12 vừa rồi, các nhà khoa học đã đưa DXL-2 lên quỹ đạo và khi đội ngũ nghiên cứu bắt tay vào phân tích những thông tin mới, họ sẽ giải quyết nốt bí ẩn còn sót lại này.

Mong muốn hiện tại là DXL-2 lại tóm được thêm những tia X kì lạ mới, để chúng ta có cơ hội hiểu thêm về vũ trụ rộng lớn sâu thẳm kia.

Tham khảo ScienceAlert