Tin tức Vũ trụ TV

Các nhà thiên văn tìm thấy tia X tồn tại nhiều năm sau vụ va chạm sao neutron mang tính bước ngoặt

Ngày:
Oct 14, 2020
Tóm lược:

Đã ba năm kể từ khi phát hiện mang tính bước ngoặt về sự hợp nhất của sao neutron từ sóng hấp dẫn. Kể từ ngày đó, một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế đã liên tục theo dõi sự phát xạ bức xạ sau đó để cung cấp bức tranh đầy đủ nhất về một sự kiện như vậy. Phân tích của họ đưa ra những lời giải thích khả thi cho các tia X tiếp tục phát ra từ vụ va chạm rất lâu sau khi các mô hình dự đoán chúng sẽ dừng lại.

Share:
CÂU CHUYỆN ĐẦY ĐỦ

Các nhà nghiên cứu đã liên tục theo dõi bức xạ phát ra từ sự kiện vũ trụ đầu tiên (và duy nhất cho đến nay) được phát hiện trong cả sóng hấp dẫn và toàn bộ quang phổ ánh sáng. Vụ va chạm sao neutron được phát hiện vào ngày 17 tháng 8 năm 2017, được nhìn thấy trong hình ảnh này phát ra từ thiên hà NGC 4993. Phân tích mới cung cấp các giải thích khả thi cho các tia X tiếp tục phát ra từ vụ va chạm rất lâu sau khi các bức xạ khác mờ đi và vượt qua các dự đoán của mô hình. Tín dụng: E. Troja
Các nhà nghiên cứu đã liên tục theo dõi bức xạ phát ra từ sự kiện vũ trụ đầu tiên (và duy nhất cho đến nay) được phát hiện trong cả sóng hấp dẫn và toàn bộ quang phổ ánh sáng. Vụ va chạm sao neutron được phát hiện vào ngày 17 tháng 8 năm 2017, được nhìn thấy trong hình ảnh này phát ra từ thiên hà NGC 4993. Phân tích mới cung cấp các giải thích khả thi cho các tia X tiếp tục phát ra từ vụ va chạm rất lâu sau khi các bức xạ khác mờ đi và vượt qua các dự đoán của mô hình.
Tín dụng: E. Troja

Đã ba năm kể từ khi phát hiện mang tính bước ngoặt về sự hợp nhất của sao neutron từ sóng hấp dẫn. Và kể từ ngày đó, một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế do nhà thiên văn học Eleonora Troja của Đại học Maryland dẫn đầu đã liên tục theo dõi các đợt phát bức xạ sau đó để đưa ra bức tranh hoàn chỉnh nhất về sự kiện đó.

Phân tích của họ đưa ra những lời giải thích khả thi cho các tia X tiếp tục phát ra từ vụ va chạm rất lâu sau khi các mô hình dự đoán chúng sẽ dừng lại. Nghiên cứu cũng tiết lộ rằng các mô hình sao neutron hiện tại và các vụ va chạm vật thể nhỏ gọn đang thiếu thông tin quan trọng. Nghiên cứu được công bố vào ngày 12 tháng 10 năm 2020 trên tạp chí Monthly Notices của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia (Monthly Notices of the Royal Astronomical Society).

Troja, một nhà khoa học nghiên cứu liên kết tại Khoa Thiên văn của UMD và là tác giả chính của bài báo cho biết: “Chúng ta đang bước vào một giai đoạn mới trong sự hiểu biết của chúng ta về sao neutron. “Chúng tôi thực sự không biết điều gì sẽ xảy ra từ thời điểm này trở đi, vì tất cả các mô hình của chúng tôi đều dự đoán không có tia X và chúng tôi rất ngạc nhiên khi thấy chúng 1.000 ngày sau khi sự kiện va chạm được phát hiện. Có thể mất nhiều năm để tìm ra câu trả lời những gì đang diễn ra, nhưng nghiên cứu của chúng tôi mở ra nhiều khả năng.”

Sự hợp nhất sao neutron mà nhóm của Troja đã nghiên cứu – GW170817 – lần đầu tiên được xác định từ sóng hấp dẫn được phát hiện bởi Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser và đối tác của nó là Virgo vào ngày 17 tháng 8 năm 2017. Trong vòng vài giờ, các kính thiên văn trên khắp thế giới bắt đầu quan sát bức xạ điện từ, bao gồm cả tia gamma và ánh sáng phát ra từ vụ nổ. Đây là lần đầu tiên và duy nhất các nhà thiên văn có thể quan sát bức xạ liên quan đến sóng trọng lực, mặc dù họ đã biết từ lâu bức xạ này xảy ra. Tất cả các sóng trọng lực khác được quan sát cho đến nay đều bắt nguồn từ các sự kiện quá yếu và quá xa để phát hiện bức xạ từ Trái đất.

Vài giây sau khi GW170817 được phát hiện, các nhà khoa học đã ghi lại phản lực năng lượng ban đầu, được gọi là vụ nổ tia gamma, sau đó là kilonova chậm hơn, một đám mây khí bùng phát phía sau tia phản lực ban đầu. Ánh sáng từ kilonova kéo dài khoảng ba tuần và sau đó tắt dần. Trong khi đó, 9 ngày sau khi sóng trọng lực lần đầu tiên được phát hiện, các kính viễn vọng đã quan sát thấy thứ mà họ chưa từng thấy trước đây: tia X. Các mô hình khoa học dựa trên vật lý thiên văn đã biết đã dự đoán rằng khi phản lực ban đầu từ một vụ va chạm sao neutron di chuyển qua không gian giữa các vì sao, nó tạo ra sóng xung kích của riêng mình, phát ra tia X, sóng vô tuyến và ánh sáng. Đây được gọi là ánh sáng rực rỡ. Nhưng ánh hào quang như vậy chưa bao giờ được quan sát trước đây. Trong trường hợp này, ánh hào quang đạt cực đại vào khoảng 160 ngày sau khi sóng trọng lực được phát hiện và sau đó nhanh chóng biến mất. Nhưng tia X vẫn còn.

Bài báo nghiên cứu mới đưa ra một số giải thích khả thi cho sự phát xạ tia X tồn tại lâu dài. Một khả năng là những tia X này đại diện cho một đặc điểm hoàn toàn mới của ánh sáng sau vụ va chạm, và động lực của một vụ nổ tia gamma bằng cách nào đó khác với dự kiến.

Troja, người cũng là nhà khoa học nghiên cứu tại Trung tâm chuyến bay vũ trụ Goddard của NASA cho biết: “Việc va chạm gần đến mức có thể nhìn thấy được sẽ mở ra một cánh cửa dẫn vào toàn bộ quá trình mà chúng ta hiếm khi có thể tiếp cận”. “Có thể có những quy trình vật lý mà chúng tôi chưa đưa vào các mô hình của mình vì chúng không liên quan trong các giai đoạn trước mà chúng tôi quen thuộc hơn, khi máy bay phản lực hình thành.”

Một khả năng khác là kilonova và đám mây khí đang giãn nở đằng sau tia bức xạ ban đầu có thể đã tạo ra sóng xung kích của chính chúng khiến chúng mất nhiều thời gian hơn để đến Trái đất.

“Chúng tôi đã nhìn thấy kilonova, vì vậy chúng tôi biết đám mây khí này ở đó, và tia X từ sóng xung kích của nó có thể đang đến với chúng tôi”, Geoffrey Ryan, một cộng sự sau tiến sĩ tại Khoa Thiên văn học UMD và là đồng tác giả của nghiên cứu. “Nhưng chúng tôi cần thêm dữ liệu để hiểu liệu đó có phải là những gì chúng tôi đang thấy hay không. Nếu đúng như vậy, nó có thể cung cấp cho chúng tôi một công cụ mới, tàn dư của những sự kiện mà chúng tôi chưa nhận ra trước đây. Điều đó có thể giúp chúng tôi tìm thấy các vụ va chạm sao neutron trong hồ sơ trước đây về bức xạ tia X. “

Khả năng thứ ba là thứ gì đó có thể đã bị bỏ lại sau vụ va chạm, có lẽ là tàn tích của một ngôi sao neutron phát tia X.

Cần nhiều phân tích hơn nữa trước khi các nhà nghiên cứu có thể xác nhận chính xác nguồn gốc của tia X kéo dài. Một số câu trả lời có thể đến vào tháng 12 năm 2020, khi các kính thiên văn một lần nữa sẽ nhắm vào nguồn GW170817. (Lần quan sát cuối cùng là vào tháng 2 năm 2020)

Troja kết luận: “Đây có thể là hơi thở cuối cùng của một nguồn lịch sử hoặc là sự khởi đầu của một câu chuyện mới, trong đó tín hiệu sáng lên trở lại trong tương lai và có thể vẫn hiển hiện trong nhiều thập kỷ, thậm chí nhiều thế kỷ”. “Dù điều gì xảy ra, sự kiện này đang thay đổi những gì chúng ta biết về sự hợp nhất sao neutron và viết lại các mô hình của chúng ta.”


Nguồn truyện:

Tài liệu do Đại học Maryland cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.


Tham khảo Tạp chí :

  1. E. Troja, H. van Eerten, B. Zhang, G. Ryan, L. Piro, R. Ricci, B. O’Connor, MH Wieringa, SB Cenko, T. Sakamoto. Một nghìn ngày sau khi hợp nhất: tiếp tục phát tia X từ GW170817 . Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia , 2020 [ abstract ]

Bài viết liên quan

Bài viết mới