Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một nguồn phát tín hiệu vô tuyến kỳ lạ đến từ một nơi nào đó trong thiên hà của chúng ta. Khi hoạt động, nguồn phát ra các chùm sóng vô tuyến mạnh mẽ kéo dài đến một phút, cứ sau mỗi 20 phút. Điều này khiến các nhà khoa học không thể giải thích được nguồn này là vật thể nào.
Nhóm nghiên cứu sử dụng kính viễn vọng Murchison Widefield Array (MWA) ở Tây Úc để quét các khu vực rộng lớn trên bầu trời bằng sóng vô tuyến. Vật thể kỳ lạ đã được phát hiện trong khi nghiên cứu sinh tiến sĩ Tyrone O’Doherty của Đại học Curtin đang tìm kiếm các vật thể thoáng qua (transient) trong mặt phẳng của Dải Ngân hà, so sánh các cặp hình ảnh được chụp cách nhau 24 giờ để tìm những vật thay đổi về độ sáng trong thời gian đó.
Và để chắc chắn về việc phát hiện một tín hiệu nổi bật với cường độ sóng vô tuyến tăng đột biến, nhóm đã tìm kiếm dữ liệu cũ hơn từ cùng một khu vực. Họ phát hiện ra nhiều xung hơn với tần suất đều đặn đáng kinh ngạc. Dù đó là gì, thì vật thể này có đặc điểm là nó phát ra các sóng vô tuyến cứ sau gần 20 phút, với mỗi lần kéo dài từ 30 đến 60 giây.
Tiến sĩ Natasha Hurley-Walker, trưởng nhóm nghiên cứu cho biết: “Vật thể này xuất hiện và biến mất trong vài giờ trong quá trình quan sát của chúng tôi. Điều đó hoàn toàn nằm ngoài dự đoán. Nó hơi rùng rợn đối với một nhà thiên văn học vì không có gì đã biết trên bầu trời làm được điều đó. Và nó thực sự khá gần với chúng ta - cách chúng ta khoảng 4.000 năm ánh sáng. Nó ở sân sau thiên hà của chúng ta”.
Bí ẩn hơn là vật thể không chỉ làm điều này liên tục - nó đã trải qua một giai đoạn hoạt động vào tháng 1 năm 2018, nghỉ hầu hết tháng 2, sau đó phát sóng vô tuyến trở lại trong hầu hết tháng 3. Trong mỗi khoảng thời gian hoạt động 30 ngày đó, nó tuân theo lịch trình nghiêm ngặt, nhưng nó không xuất hiện trong dữ liệu 5 năm trước hoặc 4 năm kể từ đó.
-
- Một phần của Murchison Widefield Array ở Tây Úc, nơi phát hiện ra tín hiệu mới. (Ảnh: Pete Wheeler / ICRAR)
Vậy vật thể đó là cái gì? Một tín hiệu vô tuyến lặp lại một cách đáng ngờ từ không gian sâu sẽ luôn đặt ra câu hỏi về người ngoài hành tinh, nhưng các nhà nghiên cứu nói rằng điều đó khó xảy ra. Tín hiệu bao phủ một dải tần số rất rộng, gợi ý rằng nó có nguồn gốc tự nhiên. Và một số đặc điểm khác của nó cung cấp manh mối về những gì nó có thể là.
Phân tích cho thấy rằng ánh sáng đến từ vật thể phân cực 90%, cho thấy rằng nó có từ trường rất mạnh, có trật tự cao. Và sự lặp lại của tín hiệu có nghĩa là vật thể rất có thể đang quay. Đây là những đặc điểm của sao xung và sao từ, và vật thể kỳ lạ có lẽ là một trong số những vật thể này - mặc dù là một vật thể rất khác thường.
Cả hai dạng thiên thể kể trên đều thuộc về sao neutron, lõi suy sụp còn lại sau khi một ngôi sao lớn chết đi. Sao xung phát ra các chùm bức xạ quét qua bầu trời giống như một ngọn hải đăng, khiến nó trông giống như ngọn đèn đang nhấp nháy. Trong khi đó, sao từ có từ trường cực mạnh. Trong một số trường hợp hiếm hoi, một ngôi sao neutron có thể vừa là một sao xung vừa là một sao từ, và vì vật thể mới này có các đặc điểm của cả hai, do đó đây cũng là một khả năng.
Nhưng có một vấn đề lớn - nó quay quá chậm. Sao xung quay theo chu kỳ từ mili giây đến vài giây, trong khi sao từ có thể quay chậm hơn nhưng không nhiều, một vòng sau mỗi 10 giây. Vòng quay 18 phút của tín hiệu mới này là quá dài để có thể nằm trong số các vật thể vừa nhắc đến.
Hurley-Walker nói: “Vấn đề là, nếu bạn làm tất cả các phép toán, bạn sẽ thấy rằng chúng không có đủ năng lượng để tạo ra những loại sóng vô tuyến này mỗi 20 phút. Bởi vì điều đó là không thể, chúng nên yên tĩnh. Vì vậy, những gì chúng tôi nghĩ là các đường sức từ trường bị xoắn bằng cách nào đó. Ngôi sao neutron đã trải qua một số loại vụ nổ hoặc hoạt động gây ra sự sản sinh tạm thời sóng vô tuyến, khiến nó đủ mạnh để tạo ra thứ gì đó sau mỗi 20 phút”.
-
- Mô tả của một nghệ sĩ về sao từ, ứng cử viên hàng đầu cho các tín hiệu radio mới lạ. (Ảnh: ICRAR)
Nhóm nghiên cứu gợi ý rằng vật thể này là một "sao từ chu kỳ cực dài", một biến thể quay chậm đã được đưa ra giả thuyết nhưng chưa bao giờ được phát hiện.
Hurley-Walker nói: “Không ai mong đợi phát hiện trực tiếp một vật thể như thế này vì chúng tôi không kỳ vọng chúng sáng như vậy. Bằng cách nào đó, nó chuyển đổi năng lượng từ trường sang sóng vô tuyến hiệu quả hơn nhiều so với bất cứ thứ gì chúng ta từng thấy trước đây”.
Điều thú vị là, sao từ cũng là một ứng cử viên hàng đầu cho một bí ẩn vũ trụ khác, các vụ nổ vô tuyến nhanh (FRB). Các tín hiệu này là các xung sóng vô tuyến có thời gian tồn tại ngắn, có thể là các sự kiện xảy ra một lần hoặc lặp lại thường xuyên hoặc ngẫu nhiên. Mặc dù vẫn chưa có nguồn nào của những tín hiệu này đã được xác nhận, các sao từ có tất cả các yếu tố phù hợp.
Nhóm nghiên cứu cho biết, có một cơ hội là các sao từ chu kỳ cực dài cũng có thể gây ra FRB, nhưng họ đã bỏ lỡ việc phát hiện ra điều này vì các nhà thiên văn học đã không theo dõi chúng theo thang thời gian mà chúng lặp lại.
Như mọi khi, bí ẩn sẽ chỉ được giải đáp khi có nhiều quan sát hơn. Nhóm đang lên kế hoạch sử dụng MWA để theo dõi vật thể mới trong trường hợp nó phát tín hiệu vô tuyến trở lại, cũng như quét mặt phẳng thiên hà của chúng ta để tìm dấu hiệu của bất kỳ vật thể nào khác ẩn nấp ngoài đó. Ngoài ra, các tìm kiếm dữ liệu lưu trữ khác cũng có thể cho thấy các tín hiệu tương tự.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature.
Văn Thiện
