NASAKính viễn vọng Không gian Fermi của Fermi trình chiếu một bộ phim tua nhanh thời gian dài 14 năm, tiết lộ vũ trụ năng động thông qua hình ảnh tia gamma. Điểm nổi bật dải Ngân HàNgọn lửa tia gamma, ngọn lửa mặt trời và các thiên hà xa xôi được cung cấp năng lượng bởi các lỗ đen.

Vũ trụ trở nên sống động trong một bộ phim tua nhanh thời gian trên bầu trời, được tạo ra từ dữ liệu 14 năm được Kính viễn vọng Không gian tia Gamma Fermi của NASA thu được. Mặt trời của chúng ta, thỉnh thoảng phát sáng, lặng lẽ vạch một đường trên bầu trời trên nền các nguồn năng lượng cao bên trong và bên ngoài thiên hà của chúng ta.

Seth Daigle, một nhà khoa học cao cấp trong nhóm cho biết: “Ánh sáng tia gamma liên tục, sáng chói của Dải Ngân hà được xen kẽ với những ngọn lửa dữ dội kéo dài nhiều ngày từ các tia tốc độ gần bằng ánh sáng được cung cấp bởi các lỗ đen siêu lớn ở lõi của các thiên hà xa xôi”. . Tại Phòng thí nghiệm Máy gia tốc Quốc gia SLAC ở Menlo Park, California, nơi đã tạo ra những hình ảnh này. “Những vụ nổ kịch tính này, có thể xuất hiện ở bất cứ đâu trên bầu trời, xảy ra từ hàng triệu đến hàng tỷ năm trước, và ánh sáng của chúng vừa chạm tới Fermi khi chúng ta quan sát.”

Từ ngọn lửa mặt trời đến… Hố đen JETS: Nhóm Kính viễn vọng Không gian Tia Gamma Fermi của NASA đã thực hiện một chuyến tham quan độc đáo về bầu trời năng động, năng lượng cao. Judy Racusin, phó nhà khoa học dự án của Fermi, thuật lại bộ phim, cô đọng 14 năm quan sát tia gamma trong 6 phút. Nguồn: Trung tâm bay không gian Goddard của NASA và cộng tác NASA/DOE/LAT

Tia gamma là dạng năng lượng cao nhất của ánh sáng. Đoạn phim cho thấy cường độ của tia gamma có năng lượng trên 200 MeV được Kính viễn vọng Diện tích Lớn Fermi (LAT) phát hiện trong khoảng thời gian từ tháng 8 năm 2008 đến tháng 8 năm 2022. Để so sánh, ánh sáng khả kiến ​​có năng lượng từ 2 đến 3 MeV. Màu sắc sáng hơn xác định vị trí của nguồn tia gamma cường độ cao hơn.

“Một trong những điều đầu tiên thu hút sự chú ý của bạn trong phim là nguồn sáng uốn cong đều đặn trên màn hình. Đây là mặt trời của chúng ta, mà… Chuyển động biểu kiến ​​của nó phản ánh chuyển động quỹ đạo hàng năm của Trái đất quanh nó.”

Ý tưởng của nghệ sĩ về Kính viễn vọng Không gian tia Gamma Fermi trên quỹ đạo. Tín dụng: NASA

Hầu hết, LAT phát hiện Mặt trời mờ do ảnh hưởng của các hạt được gia tốc gọi là tia vũ trụ, là hạt nhân nguyên tử chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Khi chúng va chạm với khí của mặt trời hoặc thậm chí là ánh sáng từ nó, chúng sẽ tạo ra tia gamma. Tuy nhiên, đôi khi, Mặt trời đột nhiên tỏa sáng với những đợt bùng phát mạnh mẽ gọi là ánh sáng mặt trời, có thể khiến ngôi sao của chúng ta trở thành một trong những nguồn tia gamma sáng nhất trên bầu trời trong thời gian ngắn.

Bộ phim cho thấy bầu trời ở hai góc nhìn khác nhau. Chế độ xem hình chữ nhật hiển thị toàn bộ bầu trời với trung tâm thiên hà của chúng ta ở giữa. Điều này làm nổi bật mặt phẳng trung tâm của Dải Ngân hà, phát sáng trong các tia gamma được tạo ra bởi các tia vũ trụ tấn công khí liên sao và ánh sáng sao. Nó cũng chứa nhiều nguồn khác, bao gồm sao neutron và tàn dư siêu tân tinh. Bên trên và bên dưới dải trung tâm này, chúng ta nhìn từ thiên hà của mình đến vũ trụ rộng lớn hơn, chứa đầy những nguồn sáng thay đổi nhanh chóng.

Hầu hết các thiên hà này thực sự là những thiên hà ở xa và được nhìn tốt nhất từ ​​một góc nhìn khác tập trung ở cực bắc và cực nam của thiên hà chúng ta. Mỗi thiên hà này, được gọi là blazar, chứa một lỗ đen trung tâm có khối lượng bằng một triệu mặt trời trở lên.

Bằng cách nào đó, các lỗ đen tạo ra những tia vật chất chuyển động cực nhanh, và thông qua các tia sáng, chúng ta nhìn thẳng xuống một trong những dòng vật chất này, một góc nhìn giúp tăng cường độ sáng và độ biến động của nó. Racusin nói: “Sự khác biệt cho chúng tôi biết rằng có điều gì đó đã thay đổi trên những chiếc máy bay này”. “Chúng tôi thường xuyên theo dõi các nguồn này và cảnh báo các kính thiên văn khác, trong không gian và trên Trái đất, khi có điều gì đó thú vị xảy ra. Chúng tôi phải nhanh chóng nắm bắt những ngọn lửa này trước khi chúng tắt dần và càng thu thập được nhiều quan sát, chúng tôi càng có thể hiểu rõ hơn về những sự kiện này.” .” .

Fermi đóng một vai trò quan trọng trong mạng lưới các nhiệm vụ đang phát triển cùng nhau làm việc để nắm bắt những thay đổi này trong vũ trụ khi chúng diễn ra.

Nhiều thiên hà trong số này ở rất xa. Ví dụ, ánh sáng từ một blazar có tên 4C +21,35 đã truyền đi được 4,6 tỷ năm, có nghĩa là ngọn lửa mà chúng ta thấy ngày nay thực sự xảy ra khi Mặt trời và hệ mặt trời của chúng ta bắt đầu hình thành. Các thiên hà sáng khác ở xa hơn gấp đôi và cùng nhau cung cấp những bức ảnh chụp nhanh tuyệt đẹp về hoạt động của lỗ đen trong suốt thời gian vũ trụ.

Nhiều sự kiện trong thời gian ngắn mà Fermi nghiên cứu, chẳng hạn như vụ nổ tia gamma, vụ nổ vũ trụ mạnh nhất, đã không được nhìn thấy trong khoảng thời gian đó. Đây là kết quả của quá trình xử lý dữ liệu trong nhiều ngày để tăng độ rõ nét của hình ảnh.

Kính viễn vọng Không gian Tia Gamma Fermi là một dự án hợp tác vật lý thiên văn và vật lý hạt do Goddard quản lý. Fermi được phát triển với sự hợp tác của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ và với sự đóng góp quan trọng từ các tổ chức học thuật và đối tác ở Pháp, Đức, Ý, Nhật Bản, Thụy Điển và Hoa Kỳ.