Tin tức Vũ trụ TV

Các nhà thiên văn khám phá ra vụ nổ tia gamma mạnh mẽ nhất từ ​​trước đến nay

Ngày:
Th11 20, 2019
Tóm lược:

Vụ nổ tia gamma là hiện tượng năng lượng nhất được loài người biết đến. Mặc dù tồn tại trong thời gian ngắn nhưng chúng vượt trội hơn các ngôi sao và thậm chí cả các quasar thiên hà. Chúng thường hiển thị năng lượng trong vùng hàng chục giga-electron-volt nhưng lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một vụ nổ tia gamma trong khu vực của một tera-electron-volt. Mức năng lượng này từ lâu đã được lý thuyết hóa và nghiên cứu này cho thấy những năng lượng này thực sự có thể phổ biến hơn nhiều so với suy nghĩ.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Vụ nổ tia gamma GRB 190114C (ESA / Hubble, M. Kornmesser)
Vụ nổ tia gamma GRB 190114C (ESA / Hubble, M. Kornmesser)

Vụ nổ tia gamma là hiện tượng năng lượng nhất được loài người biết đến. Mặc dù tồn tại trong thời gian ngắn nhưng chúng vượt trội hơn các ngôi sao và thậm chí cả các quasar thiên hà. Chúng thường hiển thị năng lượng trong vùng hàng chục giga-electron-volt nhưng lần đầu tiên các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra một vụ nổ tia gamma trong khu vực của một tera-electron-volt. Mức năng lượng này từ lâu đã được lý thuyết hóa, và nghiên cứu này cho thấy những năng lượng này thực sự có thể phổ biến hơn nhiều so với suy nghĩ.

Trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh giữa Hoa Kỳ và Liên Xô cũ, có những vệ tinh trên quỹ đạo quanh Trái đất với mục đích duy nhất là để mắt đến dấu hiệu tia gamma phát ra từ vụ nổ nguyên tử. Thỉnh thoảng, những vệ tinh này sẽ gửi một cảnh báo tới những người điều khiển của họ. Chỉ trong những trường hợp này, không có bằng chứng nào về vụ nổ hạt nhân và qua các quan sát lặp đi lặp lại từ nhiều vệ tinh dường như các tín hiệu không đến từ Trái đất mà thực tế là đến từ ngoài vũ trụ.

Đây là cách các vụ nổ tia gamma (GRB) lần đầu tiên được phát hiện. Nhưng phải mất nhiều năm để dữ liệu đến được cộng đồng khoa học vì nó được phân loại nghiêm ngặt vào thời điểm đó. Chuyển nhanh đến ngày nay và bây giờ các nhà thiên văn học đã hiểu khá rõ về những hiện tượng rất năng lượng này. GRB là kết quả của sự hình thành sao neutron hoặc lỗ đen khi các ngôi sao sắp chết sụp đổ. Chúng được kích hoạt bởi dòng plasma phun ra gần tốc độ ánh sáng.

Các GRB trước tiên cho đi sự hiện diện của chúng bằng các tia gamma ngắn ngủi với năng lượng trong vùng cực đại electron (MeV) hoặc hàng triệu vôn electron. Một volt điện tử là năng lượng tương đương mà một electron tăng khi được gia tốc bởi điện áp một volt. Nóng trên đuôi của những tia chớp ngắn là một hậu quả lâu dài của bức xạ điện từ từ sóng vô tuyến yếu hơn đến tia gamma mạnh với năng lượng của giga-electron-volt (GeV) – hàng tỷ volt. Đây là những năng lượng GRB cao nhất được quan sát cho đến bây giờ.

Giáo sư Masahiro Teshima từ Viện vũ trụ cho biết: “GRB năng lượng cao với năng lượng trong vùng tera-electron-volt (TeV) (hàng nghìn tỷ vôn electron) đã được dự đoán về mặt lý thuyết. Các nhà thiên văn học đã tìm kiếm những vụ nổ mạnh như vậy trong 15 năm. Nhóm quốc tế của tôi và tôi tự hào tuyên bố phát hiện vụ nổ tia gamma đầu tiên với năng lượng quan sát lên tới 1 tera-electron-volt, cho đến nay là các photon năng lượng cao nhất từng được phát hiện từ GRB.”

Kính thiên văn vũ trụ Fermi đang được xây dựng. Hình: © 2019 NASA
Kính thiên văn vũ trụ Fermi đang được xây dựng. Hình: © 2019 NASA

GRB trong câu hỏi được đặt tên là GRB190114C (như đã được quan sát vào ngày 14 tháng 1 năm 2019) và lần đầu tiên nó được nhìn thấy bởi hai vệ tinh khoa học trên quỹ đạo quanh Trái đất, Đài quan sát không gian tia hồng ngoại Neil Gehreb Swift và Kính viễn vọng không gian tia gamma Fermi. Mặc dù các thiết bị trên chúng được chế tạo để nhìn thấy tia gamma nhưng không vệ tinh nào có thể quan sát trực tiếp tín hiệu TeV. Tuy nhiên, khi họ nhận thấy bất kỳ hoạt động GRB nào, họ ngay lập tức báo hiệu một công cụ trên mặt đất linh hoạt hơn có thể, và đó là MAGIC.

MAGIC là viết tắt của kính thiên văn Gamma Imaging Cherenkov chính của khí quyển và nó có khả năng phát hiện các tia gamma năng lượng cao trong khu vực TeV. Sau khi các vệ tinh bắt được vụ nổ ban đầu, không có gì khác thường, MAGIC đã quay hai chiếc gương phản chiếu khổng lồ dài 17 mét của nó về phía nguồn để kịp thời nhìn thấy tia gamma năng lượng cao ở mức 0,3-1 TeV chưa từng thấy. Nó bắt đầu một phút sau khi vụ nổ và kéo dài thêm khoảng 20 phút nữa.

Mặc dù đã được dự đoán từ lâu, việc phát hiện các tia gamma TeV từ GRB là một nỗ lực cực kỳ khó khăn. Lần đầu tiên nó đã được nhận ra ở đây với ý nghĩa rất cao, sau nhiều năm cải tiến kỹ thuật và nỗ lực tận tâm. Tiếp tục nỗ lực với các kính viễn vọng tia gamma hiện có cũng như Mảng kính thiên văn Cherenkov mới hiện đang được chế tạo, hứa hẹn sẽ mang đến cái nhìn sâu sắc vật lý mới về vụ nổ điện từ phát sáng nhất trong vũ trụ.

Kính thiên văn Gamma. Hình: © 2019 Wikimedia Commons / Pachango
Kính thiên văn Gamma. Hình: © 2019 Wikimedia Commons / Pachango

Nguồn truyện:

Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Tokyo . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.


Tạp chí tham khảo :

  1. VA Acciari, S. Fukami, D. Hadasch, T. Inada, S. Inoue, Y. Iwamura, H. Kubo, J. Kushida, D.Mazin, K. Nishijima, K. Noda, S. Nozaki, D. Paneque , T. Saito, S. Sakurai, M. Takahashi, M. Teshima, S. Tsujimoto, I. Vovk et al. Phát xạ Teraelectronvolt từ vụ nổ tia GR GR 190114C . Thiên nhiên , 2019 DOI: 10.1038 / s41586-019-1750-x

Bài viết liên quan

Bài viết mới