Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra những sóng xung kích khổng lồ ở quy mô thiên hà làm rung chuyển "mạng vũ trụ", thứ kết nối gần như tất cả các thiên hà đã biết. Những sóng vũ trụ này có thể tiết lộ manh mối về cách các thiên thể lớn nhất trong vũ trụ thành hình.
Phát hiện này được thực hiện bằng cách ghép và xếp chồng hàng nghìn hình ảnh từ kính viễn vọng vô tuyến, cho thấy "ánh sáng vô tuyến" mờ được tạo ra bởi sóng xung kích từ sự va chạm vật chất trong các cấu trúc lớn nhất vũ trụ.
Mạng vũ trụ là một mạng lưới khổng lồ gồm các siêu xa lộ thiên thể đan chéo nhau được tạo ra bởi khí hydro và vật chất tối. Các thiên hà có xu hướng hình thành nơi nhiều sợi giao nhau, thường trong các cụm sợi có số lượng lên tới hàng trăm nghìn. Bây giờ, một nghiên cứu mới được công bố vào ngày 15/2 trên tạp chí Science, có thể cung cấp manh mối quan trọng về bản chất của từ trường bí ẩn trải dài bên cạnh những sợi mạng vũ trụ này.
Tác giả chính Tessa Vernstrom, một nhà thiên văn học tại Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế ở Crawley, Australia, cho biết trong một tuyên bố: "Từ trường tràn ngập vũ trụ - từ các hành tinh và ngôi sao đến các không gian rộng lớn nhất ở giữa các thiên hà. Tuy nhiên, nhiều khía cạnh của từ trường vũ trụ vẫn chưa được hiểu đầy đủ, đặc biệt là ở quy mô như trong mạng vũ trụ”.
Trong thời kỳ hỗn loạn sau Vụ nổ lớn, các sợi mạng vũ trụ được hình thành khi các cụm vật chất, tổ hợp của hạt- phản hạt nóng chảy, giãn nở nhanh chóng.
Vật chất của mạng vũ trụ đôi khi có thể va chạm dữ dội. Khi vật chất trong mạng hợp nhất, các sóng xung kích khổng lồ gửi các hạt tích điện dội qua từ trường của mạng, khiến các hạt phát ra ánh sáng vô tuyến mờ. Tuy những sóng xung kích này đã được phát hiện xung quanh một số cụm thiên hà lớn nhất của vũ trụ, nhưng cho đến nay chúng chưa bao giờ được phát hiện xung quanh mạng vũ trụ.
Vernstrom cho biết: “Những sóng xung kích này phát ra bức xạ vô tuyến khiến cho mạng vũ trụ 'phát sáng' trong quang phổ vô tuyến, nhưng các phát hiện về chúng chưa bao giờ thực sự thuyết phục do các tín hiệu quá mờ nhạt".
Để xác nhận sự tồn tại của các tín hiệu mờ nhạt một cách thuyết phục, các nhà nghiên cứu đã xếp chồng hình ảnh vô tuyến từ 612.025 cặp cụm thiên hà, được nhóm lại với nhau nếu chúng đủ gần để được kết nối trực tiếp bởi các sợi mạng vũ trụ. Việc xếp chồng này đã giúp khuếch đại các phát xạ vô tuyến yếu.
Sau đó, bằng cách chỉ tìm kiếm các sóng vô tuyến phân cực — có các tia dao động theo cùng một góc và được dự đoán trong các mô phỏng là do sóng xung kích phát ra — các nhà nghiên cứu đã tìm thấy dấu hiệu về các sóng xung kích khổng lồ.
"Vì rất ít nguồn phát ra ánh sáng vô tuyến phân cực nên quá trình tìm kiếm chúng ít bị ô nhiễm hơn và chúng tôi đã có thể cung cấp bằng chứng mạnh hơn nhiều rằng chúng tôi đang nhìn thấy phát xạ từ sóng xung kích trong các cấu trúc lớn nhất của vũ trụ, điều này giúp xác nhận các mô hình của chúng tôi về sự phát triển của cấu trúc quy mô lớn này”, Vernstrom nói.
Giờ đây, khi sự tồn tại của sóng xung kích đã được xác nhận, chúng ta có thể sử dụng chúng để thăm dò bản chất của từ trường khổng lồ tràn ngập mạng vũ trụ, thứ đóng một vai trò chưa biết trong việc hình thành vũ trụ.
Theo Livescience
Văn Thiện biên dịch
