Ngôi sao sắp chết giải phóng 'chiếc kén' khổng lồ, rung chuyển vũ trụ

Kể từ lần đầu tiên phát hiện trực tiếp các gợn sóng không - thời gian được gọi là sóng hấp dẫn vào năm 2016, các nhà thiên văn học thường xuyên lắng nghe tiếng động của các lỗ đen trong vũ trụ.

Các dự án như Đài quan sát Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser (hay còn gọi là LIGO) đã phát hiện ra gần 100 vụ va chạm các lỗ đen (và đôi khi là các sao neutron). Những vụ va chạm này làm rung chuyển cấu trúc của vũ trụ và gửi các sóng vô hình gợn sóng trong không gian.

Nhưng nghiên cứu mới đã chỉ ra rằng LIGO có thể sớm nghe thấy một kiểu chấn động khác trong không gian: "kén khí khổng lồ" cuộn trào phun ra từ các ngôi sao đang chết. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Northwestern đã sử dụng mô phỏng máy tính tiên tiến của các ngôi sao lớn để chỉ ra cách những cái kén này có thể tạo ra sóng hấp dẫn.

Nghiên cứu những gợn sóng này trong đời thực có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về cái chết dữ dội của những ngôi sao khổng lồ. Khi các ngôi sao lớn hết nhiên liệu, chúng sụp đổ thành lỗ đen, đồng thời bắn ra những tia cực lớn chứa các hạt chuyển động cực nhanh.

Ore Gottlieb, trưởng nhóm nghiên cứu, nhà thiên văn học tại Trung tâm Nghiên cứu và Khám phá Liên ngành về Vật lý Thiên văn của Northwestern, cho biết : “Khi tôi tính toán sóng hấp dẫn từ vùng lân cận của lỗ đen, tôi đã tìm thấy một nguồn khác làm gián đoạn tính toán của mình - đó là những chiếc kén khổng lồ."

Chiếc kén là một khối khí hỗn loạn, được hình thành khi các lớp bên ngoài của ngôi sao đang suy sụp tương tác với các tia năng lượng cao được giải phóng từ bên trong. "Để tạo ra sóng hấp dẫn, bạn cần một thứ gì đó khối lượng lớn di chuyển xung quanh một cách bất đối xứng, giống như vật liệu cuộn của cái kén."

Gottlieb nói thêm: “Một dòng phản lực bắt đầu ở sâu bên trong một ngôi sao và sau đó sẽ tìm đường để thoát ra ngoài. Giống như khi bạn khoan một lỗ vào tường. Mũi khoan đang quay đập vào tường và các mảnh vụn tràn ra khỏi tường. Mũi khoan cung cấp năng lượng cho vật chất đó. Tương tự, dòng phản lực đâm xuyên qua ngôi sao, khiến vật chất của ngôi sao nóng lên lên và tràn ra ngoài. Mảnh vụn này tạo thành các lớp kén nóng."

Theo tính toán của Gottlieb, các gợn sóng do kén tạo ra sẽ dễ dàng được LIGO phát hiện trong loạt quan sát tiếp theo của nó. Ngoài ra, kén phát ra ánh sáng, vì vậy các nhà thiên văn học có thể thu được thông tin về chúng bằng sóng hấp dẫn và kính thiên văn cùng lúc - một kỳ tích thú vị được gọi là thiên văn học đa sứ giả.

Nếu LIGO quan sát thấy một cái kén trong tương lai gần, đó chắc chắn sẽ là một cái nhìn mới thú vị bên trong các ngôi sao và phần cuối của cuộc đời chúng. Đây cũng có thể là lần đầu tiên LIGO thành công trong việc phát hiện sóng hấp dẫn từ một vật thể riêng lẻ, thay vì từ tương tác giữa hai vật thể nhị phân quay quanh nhau.

Gottlieb nói: “Cho đến hôm nay, LIGO mới chỉ phát hiện ra sóng hấp dẫn từ các hệ thống nhị phân, nhưng một ngày nào đó nó sẽ phát hiện ra nguồn sóng hấp dẫn phi nhị phân đầu tiên. Kén là một trong những nơi đầu tiên chúng ta nên tìm kiếm loại nguồn này." jglạ;a

Mời quý độc giả xem video: Ngắm Trái đất đẹp mê hồn từ Trạm Vũ trụ quốc tế. Nguồn: Kienthucnet.

Lê Trang (theo Live Science)