Phát hiện 'vụ nổ kỳ lạ' được nhìn thấy bởi tàu thăm dò Einstein: Dấu hiệu của một hiện tượng hoàn toàn mới?

Ban đầu, vụ nổ được cho là một vụ bùng phát tia gamma hoặc một sự kiện gián đoạn thủy triều (TDE) do lỗ đen siêu lớn gây ra. Tuy nhiên, những quan sát sau đó cho thấy nó không hoàn toàn khớp với bất kỳ hiện tượng nào đã biết, làm dấy lên khả năng rằng đây có thể là một sự kiện vũ trụ hoàn toàn mới.

Vụ nổ kỳ lạ thách thức mọi mô hình hiện có

Tàu thăm dò Einstein, một thiết bị quan sát tia X tiên tiến, đã ghi nhận EP240408A với độ sáng cao và thời gian tồn tại ngắn bất thường. Ban đầu, các nhà khoa học nghi ngờ rằng đây là một vụ nổ tia gamma - những vụ nổ năng lượng cao nhất trong vũ trụ, thường xảy ra khi một ngôi sao lớn sụp đổ thành lỗ đen hoặc khi hai ngôi sao neutron va chạm. Tuy nhiên, dữ liệu sau đó cho thấy EP240408A không tuân theo đặc điểm phổ biến của các vụ nổ tia gamma.

Một giả thuyết khác được đưa ra là sự kiện gián đoạn thủy triều (TDE), khi một lỗ đen siêu lớn xé toạc một ngôi sao. Trong quá trình này, lực hấp dẫn khổng lồ của lỗ đen sẽ kéo dãn ngôi sao thành những dải vật chất mỏng, tạo thành một đĩa bồi tụ trước khi cuối cùng nuốt chửng chúng. Những sự kiện này thường đi kèm với sự phát xạ mạnh mẽ của tia X, nhưng EP240408A cũng không khớp hoàn toàn với các đặc điểm của TDE truyền thống.

Điều khiến các nhà khoa học bối rối là vụ nổ này dường như có một số dấu hiệu của cả hai hiện tượng trên nhưng lại không hoàn toàn phù hợp với bất kỳ mô hình nào. Brendan O’Connor, nhà nghiên cứu tại Đại học Carnegie Mellon, nhận định: "EP240408A đánh dấu vào một số ô cho một số loại hiện tượng khác nhau, nhưng nó không đánh dấu vào tất cả các ô cho bất cứ điều gì. Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể đang chứng kiến một điều gì đó hoàn toàn mới!".

Khả năng về một hiện tượng mới: TDE phản lực?

Trong số những giả thuyết được đưa ra, một trong những khả năng hấp dẫn nhất là EP240408A có thể là một dạng đặc biệt của TDE được gọi là "TDE phản lực". Đây là một sự kiện hiếm gặp, chỉ chiếm khoảng 1% tổng số các TDE đã quan sát được.

Thông thường, khi một ngôi sao bị lỗ đen siêu lớn phá hủy, phần lớn vật chất của nó sẽ tạo thành đĩa bồi tụ và dần bị hút vào lỗ đen. Tuy nhiên, trong trường hợp của TDE phản lực, vật chất không chỉ rơi vào lỗ đen mà còn tạo thành các luồng vật chất siêu tốc bắn ra ngoài theo hướng trục quay của lỗ đen.

Một nghiên cứu riêng biệt được công bố trên The Astrophysical Journal Letters vào tháng 10 năm 2023 cho thấy rằng các TDE phản lực có thể xảy ra khi trục quay của lỗ đen bị lệch so với mặt phẳng quỹ đạo của ngôi sao bị nuốt chửng. Trong những trường hợp này, các hiệu ứng từ trường có thể định hướng lại vật chất theo hướng vuông góc, tạo ra một luồng tia vật chất mạnh mẽ kéo dài từ vài tuần đến nhiều năm. Điều này giúp phân biệt chúng với 99% các sự kiện phá hủy sao khác.

Nếu EP240408A thực sự là một TDE phản lực, nó sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về cách các lỗ đen siêu lớn tương tác với môi trường xung quanh và làm sáng tỏ những cơ chế vật lý bí ẩn trong những sự kiện thiên văn cực đoan này.

Vụ nổ tia gamma: Một ứng viên quen thuộc nhưng chưa chắc chắn

Bên cạnh giả thuyết về TDE phản lực, một số nhà nghiên cứu vẫn xem xét khả năng EP240408A có thể là một vụ nổ tia gamma (GRB - Gamma-Ray Burst). Những vụ nổ này là những hiện tượng có năng lượng cao nhất từng được ghi nhận trong vũ trụ, có thể phát ra một lượng năng lượng khổng lồ trong thời gian ngắn, gấp hàng tỷ lần tổng năng lượng Mặt Trời phát ra trong suốt vòng đời của nó.

Các vụ nổ tia gamma thường liên quan đến sự sụp đổ của những ngôi sao siêu khổng lồ hoặc sự va chạm của hai sao neutron. Dù các vụ nổ tia gamma đã được nghiên cứu từ năm 1967, EP240408A vẫn có một số đặc điểm khác biệt, khiến việc kết luận nó thuộc loại GRB trở nên khó khăn hơn.

Các kính viễn vọng không gian vào cuộc giải mã bí ẩn

Để giải mã nguồn gốc của EP240408A, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã tiến hành quan sát bằng nhiều kính viễn vọng không gian và mặt đất. Trong số đó có Mảng kính viễn vọng quang phổ hạt nhân (NuSTAR) của NASA và thiết bị Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER).

NICER, một kính viễn vọng tia X đặt trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), có khả năng theo dõi các hiện tượng vũ trụ trong thời gian dài. Điều này giúp các nhà khoa học quan sát sự tiến hóa của EP240408A trong nhiều tuần, từ đó xác định xem nó có những đặc điểm phù hợp với một sự kiện đã biết hay không.

Dheeraj Pasham, nhà nghiên cứu tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và là thành viên của nhóm nghiên cứu, cho biết: "Khả năng của NICER trong việc theo dõi bất kỳ phần nào của bầu trời trong nhiều tuần đã đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu những vụ nổ vũ trụ bí ẩn này".

Tàu thăm dò Einstein: Hứa hẹn mở ra nhiều khám phá mới

Tàu thăm dò Einstein, được đặt theo tên nhà vật lý thiên tài Albert Einstein, là một trong những công cụ quan sát tia X tiên tiến nhất của nhân loại. Được thiết kế để phát hiện những vụ nổ năng lượng cao trong vũ trụ, con tàu này có thể giúp con người khám phá thêm nhiều hiện tượng chưa từng biết đến.

Dù EP240408A vẫn chưa được xác định chính xác nguồn gốc, nó đã mở ra một chương mới trong nghiên cứu thiên văn học. Việc phát hiện ra một sự kiện chưa từng thấy trước đây có thể giúp chúng ta hiểu rõ hơn về bản chất của vũ trụ và những lực lượng chi phối nó.

Pasham chia sẻ sự hào hứng của mình: "Tôi rất mong đợi để theo dõi vụ nổ kỳ lạ tiếp theo mà tàu thăm dò Einstein phát hiện". Với những tiến bộ trong công nghệ quan sát không gian, có lẽ không lâu nữa, chúng ta sẽ tìm thấy câu trả lời cho những bí ẩn này. Và biết đâu, EP240408A sẽ đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên khám phá mới, nơi con người có thể hiểu sâu hơn về những hiện tượng vũ trụ đầy kỳ bí.