Ánh sáng của một ngôi sao sắp lụi tàn đi qua trung tâm của một cụm thiên hà khổng lồ, và vật chất tối đang tạo cho nó một sự di chuyển kỳ lạ không gian.
Vũ trụ là không-thời gian bí ẩn rộng lớn vô tận, hùng vĩ và có nhiều cảnh tượng kinh ngạc. Vậy tại sao, một vài năm nữa, vũ trụ lại tái hiện lại một vụ nổ siêu tân tinh mà chúng ta đã theo dõi vào năm 2016?
Siêu tân tinh Requiem sẽ xuất hiện trở lại vào năm 2037
Được biết đến với tên gọi Siêu tân tinh Requiem, tia sáng mờ nhạt của một vụ nổ cổ đại 10 tỷ năm tuổi dự kiến sẽ xuất hiện lại trên bầu trời vào khoảng năm 2037 - tuy rằng kính viễn vọng không gian Hubble của NASA đã quan sát thấy nó 3 lần vào năm 2016, nhưng sau đó nó đã biến mất hoàn toàn vào năm 2019.
Nghiên cứu được công bố vào ngày 13 tháng 9 trên tạp chí Nature Astronomy cho thấy, lý do vũ trụ sẽ tái hiện lại không liên quan gì đến bản thân siêu tân tinh này, mà nó thực sự liên quan đến cụm thiên hà khổng lồ của nó, nơi mà ánh sáng của siêu tân tinh phải đi qua đó để đến được Trái đất.
Steve Rodney, trợ lý giáo sư tại Đại học Nam Carolina ở Columbia cho biết trong một tuyên bố: "Bất cứ khi nào ánh sáng đi qua một vật thể rất lớn, chẳng hạn như thiên hà hoặc cụm thiên hà, theo thuyết tương đối rộng của Einstein , thì nó sẽ thay đổi hướng đi, do sự cong vênh của không-thời gian của cụm thiên hà đó".
Các nhà nghiên cứu cho biết, hiện tượng này được gọi là thấu kính hấp dẫn. Hiệu ứng xảy ra khi một vật thể có lực hấp dẫn lớn, làm cong vênh ánh sáng của các ngôi sao xa xôi và thiên hà đằng sau nó - đôi khi phóng đại ánh sáng của các vật thể ở xa, và đôi khi làm biến dạng nó.
Trong trường hợp của Siêu tân tinh Requiem, cụm thiên hà lớn MACS J0138 đang khiến ánh sáng của vụ nổ sao sáng lên, nhân lên và phân thành nhiều hình ảnh khác nhau, dường như xuất hiện ở các điểm khác nhau trên bầu trời vào những thời điểm khác nhau, nếu chúng ta quan sát nó từ Trái đất.
Vật chất tối đã tạo nên hiện tượng biến mất và trở lại của Siêu tân tinh Requiem
Lần đầu tiên các nhà thiên văn học phát hiện Requiem trong hình ảnh Hubble năm 2016 của cụm thiên hà MACS, siêu tân tinh xuất hiện đồng thời ở 3 điểm khác nhau xung quanh rìa của cụm thiên hà. Các nhà nghiên cứu cho biết ba hình ảnh khác nhau có độ sáng và màu sắc khác nhau, chúng cho thấy ba giai đoạn khác nhau của siêu tân tinh khi nó mờ đi và nguội đi theo thời gian.
Trong một hình ảnh tiếp theo của cụm thiên hà được chụp vào năm 2019, cả ba điểm sáng đã biến mất hoàn toàn, xác nhận rằng chúng đều là hình ảnh phản chiếu của cùng một nguồn sáng ở xa. Kể từ đó, các nhà nghiên cứu đã biết rằng ánh sáng này bắt nguồn từ một siêu tân tinh cổ đại nằm cách Trái đất khoảng 10 tỷ năm ánh sáng, có nghĩa là ngôi sao được đề cập đã tồn tại và lụi tàn trong vòng 4 tỷ năm đầu tiên sau vụ nổ Big Bang.
Nhưng xem xét kỹ hơn cụm MACS cho thấy sự hiện diện của Siêu tân tinh Requiem vẫn chưa kết thúc; ánh sáng truyền qua trung tâm chính xác của cụm thiên hà vẫn đang bị lực hấp dẫn mạnh của cụm thiên hà chèn ép xung quanh và nó vẫn chưa xuất hiện ở mặt quay về phía Trái đất.
Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã sử dụng một mô hình máy tính để lập bản đồ vật chất tối của cụm thiên hà - chất vô hình, bí ẩn tạo nên phần lớn vật chất trong vũ trụ và đóng vai trò như chất keo kết dính các thiên hà lớn lại với nhau. Với bản đồ này, nhóm đã dự đoán các con đường khác nhau mà ánh sáng từ Siêu tân tinh Requiem có thể đi qua cụm thiên hà trên đường tới Trái đất và cách vật chất tối có thể ảnh hưởng đến sự xuất hiện của nó.
Các nhà nghiên cứu tính toán rằng ánh sáng đi qua trung tâm của cụm thiên hà, nơi vật chất tối dày đặc nhất, sẽ xuất hiện trên bầu trời Trái đất vào năm 2037, có thể mất tới hai năm. (Nhóm nghiên cứu cho biết thêm, siêu tân tinh cũng có thể xuất hiện lần thứ năm, vào năm 2042, nhưng ánh sáng đó sẽ mờ đến mức các nhà thiên văn học có thể hoàn toàn không nhìn thấy).
Rodney cho rằng, đó là khoảng thời gian trễ "cực kỳ dài" giữa lần xuất hiện đầu tiên và lần cuối cùng của tia sáng - khoảng thời gian dài nhất từng được quan sát thấy từ một siêu tân tinh.
Một khi siêu tân tinh được mong đợi từ lâu này xuất hiện trở lại trên bầu trời, các nhà thiên văn học sẽ có thể đo được chênh lệch thời gian chính xác giữa tất cả bốn hình ảnh siêu tân tinh, cho phép họ hiểu rõ hơn về đường đi của ánh sáng bị biến dạng bởi lực hấp dẫn của ngôi sao sắp lụi tàn đi qua như thế nào.
Cuối cùng, điều này có thể cung cấp cho các nhà nghiên cứu thêm manh mối về bản chất của vật chất tối. Vì vậy, sự xuất hiện trở lại của Supernova Requiem sẽ rất đáng được các nhà khoa học quan tâm.
