Một sóng vô tuyến đặc biệt du hành qua vũ trụ trong hơn 8 tỷ năm đang gây khó khăn trong việc giải thích bằng các lý thuyết hàng đầu hiện nay.
Một nhóm các nhà nghiên cứu quốc tế đã phát hiện ra một vụ nổ vô tuyến nhanh (FRB) bằng cách sử dụng Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP), một mảng kính viễn vọng vô tuyến đặt tại Đài quan sát thiên văn vô tuyến Murchison ở Úc. Được đặt tên là FRB 20220610A, sự kiện này nổi bật vì một số lý do.
Không chỉ di chuyển xa hơn đáng kể so với hầu hết các FRB từng được ghi nhận, FRB 20220610A còn cực kỳ mạnh mẽ – vượt quá giới hạn tối đa đặt ra bởi các mô hình trước đó 3,5 lần.
Phân tích của các nhà nghiên cứu cũng chỉ ra điều kỳ lạ khác. Một chỉ số của sự lan truyền của các bước sóng được gọi là phép đo phân tán của FRB 20220610A cũng không khớp với kỳ vọng, khiến các nhà thiên văn học phải xem xét lại các giả thuyết khi họ sử dụng những hiện tượng này như công cụ để nghiên cứu vũ trụ.
Kể từ khi phát hiện FRB đầu tiên vào năm 2007, cho đến nay các nhà khoa học chỉ mới quan sát được vài chục sự kiện loại này. Điều này cho thấy những đợt bùng phát sóng vô tuyến dữ dội kéo dài một phần nghìn giây này là một hiện tượng hiếm gặp. Hầu hết chúng dường như chỉ xảy ra một lần, với một số ít trường hợp lặp lại giống dư chấn động đất.
Theo Science Alert, các FRB có thể được tạo ra bởi các sao neutron khi vật chất chịu áp suất cao ở bên trong của chúng dịch chuyển, bị biến dạng bởi từ trường cực mạnh của chính chúng. Các lực tương tác liên quan đó giúp giải thích tại sao FRB phát nổ với năng lượng bằng hàng trăm triệu Mặt trời chỉ trong chớp mắt. Tuy nhiên, điều này cũng đặt ra giới hạn về cường độ ánh sáng, một giới hạn mà FRB mới nhất này đã vượt qua.
Độ sáng của FRB 20220610A lớn hơn so với các mô hình đề xuất rằng các vụ nổ sóng vô tuyến được tạo ra khi các hạt tốc độ cao đến từ các vụ bùng phát của sao neutron va vào các dòng gió sao xung quanh.
Ngoài việc khiến các nhà nghiên cứu suy nghĩ lại về cách các FRB có năng lượng bất thường được hình thành, thì FRB 20220610A cũng đặt ra một loạt thách thức khác liên quan đến việc giải thích cách ánh sáng của nó lan truyền trong không gian giữa các thiên hà.
Trong chân không, ánh sáng truyền đi với tốc độ nhanh nhất. Tuy nhiên, tốc độ này sẽ thay đổi khi chúng truyền qua các trường điện từ, nơi các bước sóng ánh sáng khác nhau sẽ tương tác với trường này theo những cách khác nhau. Điều này giống như hiện tượng cầu vồng sau cơn mưa; một phổ bước sóng bị tách ra bởi các giọt nước mưa trong suốt.
Tương tự, khí và bụi trôi nổi trong chân không giữa các vì sao và giữa các thiên hà mang theo sóng điện từ mờ nhạt của riêng chúng, khiến các bước sóng chậm lại ở theo các tỷ lệ khác nhau khi chiếu qua.
Cách đây vài năm, các nhà nghiên cứu Úc đã đề xuất rằng chùm ánh sáng phát ra từ FRB có thể được sử dụng để đo sương mù không gian do vật chất trôi nổi giữa hệ Ngân Hà và các thiên hà lân cận gây ra, giúp tìm ra mật độ của vật chất “ẩn” và tốc độ giãn nở của vũ trụ.
Có một phép đo độ phân tán tăng lên theo khoảng cách được gọi là liên hệ Macquart (Macquart relation). Liên hệ này đúng với hầu hết các FRB trong vòng vài tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, FRB 20220610A lại phá vỡ liên hệ Macquart, rõ ràng là một số phân tán phức tạp hơn một chút so với các phân tán khác.
Sau khi xem xét kỹ hơn các đặc điểm khác của ánh sáng, các nhà nghiên cứu cho rằng một cơn bão vũ trụ gồm plasma từ tính giữa hệ Ngân Hà và thiên hà chủ của FRB 20220610A đã làm rối loạn quang phổ của nó.
FRB đang chứng tỏ là công cụ cực kỳ mạnh mẽ trong thiên văn học, theo đúng nghĩa đen là chiếu sáng những phần ẩn giấu của vũ trụ. Với mỗi phát hiện bất ngờ về FRB, chúng ta ngày càng hiểu rõ hơn về hiện tượng này.
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Science.
Theo Science Alert
