Đăng ký nhận bản tin khoa học Lý thuyết kỳ diệu của CNN. Khám phá vũ trụ với tin tức về những khám phá hấp dẫn, tiến bộ khoa học và hơn thế nữa.
CNN
—
Các mạch vô tuyến kỳ lạ trong không gian đã khiến các nhà thiên văn học bối rối kể từ khi các vật thể vũ trụ được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2019. Giờ đây, các nhà khoa học nghĩ rằng họ có thể hiểu được điều gì đã hình thành nên những cấu trúc thiên thể bí ẩn này và câu trả lời có thể cung cấp cái nhìn sâu sắc về quá trình tiến hóa của thiên hà.
Các mạch vô tuyến riêng lẻ, còn được gọi là ORC, lớn đến mức toàn bộ thiên hà nằm ở trung tâm của chúng, với các vật thể có đường kính hàng trăm nghìn năm ánh sáng.
Thiên hà Milky Way của chúng ta có chiều ngang 30 kiloparsec và một kiloparsec bằng 3.260 năm ánh sáng. Các mạch vô tuyến riêng lẻ có chiều dài hàng trăm km. Theo các nhà nghiên cứu, cho đến nay, chỉ có 11 loại được phát hiện và một số trong số chúng là ORC tiềm năng chưa được xác nhận.
Các nhà thiên văn học đã đưa ra một số lý thuyết để xác định những gì có thể hình thành các vòng không gian, bao gồm cả việc chúng là kết quả của những vụ va chạm vũ trụ lớn. Nhưng một nghiên cứu mới cho thấy các vòng tròn là những chiếc vỏ được tạo ra bởi những cơn gió thiên hà mạnh mẽ được tạo ra khi những ngôi sao lớn phát nổ.
Các nhà thiên văn học lần đầu tiên phát hiện ra các mạch vô tuyến riêng lẻ bằng kính viễn vọng SKA Pathfinder, do cơ quan khoa học quốc gia CSIRO của Úc hoặc Tổ chức nghiên cứu công nghiệp và khoa học khối thịnh vượng chung vận hành.
Kính thiên văn có thể quét phần lớn bầu trời để phát hiện những tín hiệu mờ nhạt, cho phép các nhà khoa học phát hiện những vật thể bất thường.
Các nhà nghiên cứu sử dụng kính thiên văn MeerKAT của Đài quan sát thiên văn vô tuyến ở Nam Phi cũng đã chụp được hình ảnh đầu tiên của ORC, được gọi là ORC 1, vào năm 2022. (MeerKat là viết tắt của Kính thiên văn mảng Karoo, có tiền tố là từ tiếng Nam Phi có nghĩa là “thêm”). Nhạy cảm với ánh sáng vô tuyến mờ.
Các nhà nghiên cứu đưa ra giả thuyết sau khi phát hiện ra các mạch vô tuyến kỳ lạ: Có lẽ những mạch đó là lỗ sâu, tàn tích của các vụ va chạm lỗ đen hoặc các tia cực mạnh bơm ra các hạt năng lượng.
Nhưng trước nghiên cứu mới, các mạch điện chỉ được quan sát qua sóng vô tuyến. Mặc dù có kích thước khổng lồ nhưng không có kính viễn vọng ánh sáng nhìn thấy, tia hồng ngoại hoặc tia X nào có thể phát hiện được các mạch vô tuyến riêng lẻ.
Alison Coyle, giáo sư thiên văn học và vật lý thiên văn tại Đại học California San Diego, và các cộng tác viên của cô đã quyết định xem xét kỹ hơn ORC 4, mạch vô tuyến ngoài hành tinh đầu tiên được biết đến có thể quan sát được từ bán cầu bắc Trái đất. Coyle và nhóm của cô đã nghiên cứu ORC 4 bằng cách sử dụng Đài quan sát WM Keck ở Maunakea, Hawaii, nơi phát hiện ra sự hiện diện của khí nóng phát sáng hơn trong ánh sáng khả kiến so với các thiên hà điển hình.
Kết quả đã đặt ra nhiều câu hỏi hơn.
Cowell bị mê hoặc bởi các mạch vô tuyến kỳ lạ vì cô và các nhà nghiên cứu đồng nghiệp của mình nghiên cứu các “thiên hà sao” khổng lồ, có tốc độ hình thành sao cao. Các thiên hà cũng có thể đẩy những luồng gió chảy nhanh. Khi những ngôi sao khổng lồ phát nổ, chúng giải phóng khí vào không gian giữa các vì sao, hay khoảng không gian giữa các ngôi sao.
Khi đủ sao phát nổ cùng một lúc, lực từ vụ nổ có thể đẩy khí ra khỏi thiên hà starburst với tốc độ lên tới 4.473.873 dặm một giờ (2.000 km mỗi giây).
Cowell, tác giả chính của nghiên cứu và chủ tịch Khoa Thiên văn và Vật lý thiên văn tại UC San Diego, cho biết trong một tuyên bố: “Những thiên hà này thực sự thú vị”. “Nó xảy ra khi hai thiên hà lớn va chạm nhau. Sự hợp nhất đẩy toàn bộ khí vào một khu vực rất nhỏ, gây ra vụ nổ dữ dội trong quá trình hình thành sao. Những ngôi sao lớn bốc cháy nhanh chóng và khi chết đi, chúng thải khí theo luồng gió.
Cowell và nhóm của cô nghĩ rằng các vòng vô tuyến có thể có mối liên hệ với các thiên hà sao.
Sử dụng dữ liệu ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại, nhóm của Cowell tính toán rằng các ngôi sao trong thiên hà trong ORC 4 đã 6 tỷ năm tuổi.
Cowell cho biết: “Đã có một vụ nổ trong quá trình hình thành sao trong thiên hà này nhưng nó đã kết thúc khoảng một tỷ năm trước.
Tiếp theo, đồng tác giả nghiên cứu Cassandra Luchas, một nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian, đã chạy mô phỏng để tái tạo kích thước và tính chất của mạch vô tuyến bao gồm lượng khí mà họ phát hiện được bằng kính thiên văn Keck.
Mô phỏng của Luchas cho thấy các luồng gió thiên hà thổi trong 200 triệu năm trước khi chúng dừng lại. Sau đó, sóng xung kích phía trước tiếp tục đẩy khí nóng ra khỏi thiên hà, tạo ra mạch vô tuyến. Trong khi đó, cú sốc ngược đã đẩy khí lạnh hơn vào thiên hà.
Những sự kiện này xảy ra trong khoảng 750 triệu năm.
Nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí thiên nhiên Nó được trình bày tại cuộc họp lần thứ 243 của Hiệp hội Thiên văn Hoa Kỳ ở New Orleans vào thứ Hai.
“Để thực hiện công việc này, bạn cần tốc độ dòng chảy khối lượng lớn, nghĩa là nó phóng ra rất nhiều vật chất rất nhanh. Và khí xung quanh bên ngoài thiên hà phải có mật độ thấp, nếu không cú sốc sẽ dừng lại. Đó là hai yếu tố chính các yếu tố,” Coyle nói. “Hóa ra.” Các thiên hà chúng tôi đang nghiên cứu có tốc độ dòng chảy khối lượng cao. Nó hiếm, nhưng nó tồn tại. Tôi thực sự nghĩ rằng điều này đề cập đến các ORC được tạo ra bởi một loại gió thiên hà nào đó.
Việc hiểu rõ nguồn gốc của các mạch vô tuyến riêng lẻ cuối cùng cũng giúp các nhà thiên văn hiểu được tác động mà hiện tượng này có thể gây ra đối với sự hình thành các thiên hà theo thời gian.
“ORC cho chúng ta cách nhìn thấy gió thông qua dữ liệu vô tuyến và quang phổ,” Cowell nói. “Điều này có thể giúp chúng tôi xác định mức độ phổ biến của những cơn gió thiên hà chảy mạnh này và vòng đời của gió là gì. Chúng cũng có thể giúp chúng tôi tìm hiểu thêm về quá trình tiến hóa thiên hà: Có phải tất cả các thiên hà khổng lồ đều trải qua một pha ORC không? Các thiên hà xoắn ốc có biến thành một pha ORC không?” ellipsoid khi chúng ngừng hình thành sao?” ?Tôi nghĩ có rất nhiều điều chúng ta có thể tìm hiểu về ORC và học hỏi từ ORC.