Vào tháng 10 năm 2022, các cuộc khảo sát bắt đầu theo dõi bầu trời để phát hiện các vụ nổ trong không gian Như ếch trong tất.

nguyên nhân? Thứ gì đó cách chúng ta 2,4 tỷ năm ánh sáng đã giải phóng vụ nổ tia gamma lớn nhất từng được ghi nhận. Sự kiện GRA 221009A đạt mức cao kỷ lục 18 TeV và mạnh đến mức làm rung chuyển bầu khí quyển bên ngoài Trái đất.

Sự kiện có biệt danh là Chiếc thuyền (có nghĩa là sáng nhất), sau đó chúng tôi xác định đó là sự ra đời của một lỗ đen do cái chết dữ dội của một ngôi sao lớn.

Giờ đây, một phân tích mới về ánh sáng tiên tiến đã tiết lộ sự phức tạp của vụ nổ này, phát hiện ra rằng bất chấp tất cả cơn cuồng nộ của tia gamma, chiếc thuyền thực sự bình thường một cách đáng ngạc nhiên, điều mà chúng ta không mong đợi.

“Nó không sáng hơn các siêu tân tinh trước đây.” nhà vật lý thiên văn Peter Blanchard nói Từ Đại học Northwestern ở Hoa Kỳ.

“Điều này có vẻ khá tự nhiên trong bối cảnh các siêu tân tinh khác liên quan đến các vụ nổ tia gamma (GRAS) ít năng lượng hơn. Bạn có thể mong đợi rằng chính ngôi sao sụp đổ tạo ra các vụ nổ tia gamma rất mạnh và sáng cũng sẽ tạo ra một siêu tân tinh rất sáng và hoạt động. hóa ra là như vậy. “Không phải vậy. Chúng ta có một GRA rất sáng, nhưng đó là một siêu tân tinh bình thường.”

Vụ nổ tia gamma Chúng là những vụ nổ mạnh nhất từng thấy trong vũ trụ. Đúng như tên gọi của chúng, chúng là những vụ nổ bức xạ gamma – ánh sáng giàu năng lượng nhất trong vũ trụ – có thể phát nổ trong 10 giây với cùng năng lượng mà Mặt trời phát ra trong 10 tỷ năm.

Chúng ta biết ít nhất hai sự kiện chính có thể tạo ra Gbps: sự hình thành lỗ đen khi một ngôi sao lớn trở thành siêu tân tinh, hoặc siêu tân tinh đi kèm với sự hợp nhất của hai sao neutron.

Các loại tân tinh tạo ra vụ nổ tia gamma cũng được cho là nguyên nhân tạo ra các nguyên tố nặng trong vũ trụ. Vấn đề là các nguyên tố nặng đơn giản là không tồn tại cho đến khi các ngôi sao tạo ra chúng.

Các ngôi sao được tạo thành chủ yếu từ khí hydro, loại khí có nhiều trong vũ trụ, nhưng chúng đập các hạt nhân nguyên tử lại với nhau để tạo thành các nguyên tố nặng hơn. Điều này áp dụng cho sắt, vì sự hợp nhất của các nguyên tử sắt sẽ hấp thụ nhiều năng lượng hơn mức nó tạo ra.

Tuy nhiên, những nguyên tố nặng hơn sắt có thể hình thành trong quá trình bùng nổ dữ dội của một vụ nổ vũ trụ khổng lồ. Chúng tôi đã nhìn thấy nó! Sau các vụ va chạm giữa sao neutron, các nhà khoa học đã phát hiện ra các nguyên tố quá nặng để hình thành từ phản ứng tổng hợp lõi.

Nhưng có rất nhiều điều chúng ta không biết. Nếu chúng ta có thể thu hẹp phạm vi vụ nổ có nhiều khả năng tạo ra những nguyên tố này nhất, chúng ta sẽ có một công cụ mới để hiểu không chỉ cách vũ trụ tạo ra vật chất mà còn cả mức độ phổ biến của những vụ nổ như vậy.

Vì vậy, một cách tự nhiên, Blanchard và các đồng nghiệp của ông muốn quan sát GRA 221009A để xem liệu có dấu hiệu của các nguyên tố nặng trong ánh sáng mà nó phát ra hay không.

Nhưng họ phải chờ đợi. Vụ nổ sáng đến nỗi làm chói mắt các thiết bị của chúng tôi.

“Vụ nổ GRA sáng đến mức nó che khuất mọi dấu hiệu siêu tân tinh có thể xảy ra trong những tuần và tháng đầu tiên sau vụ nổ.” Blanchard giải thích.

“Vào những thời điểm này, cái gọi là vầng hào quang của GRA trông giống như đèn pha của một chiếc ô tô đang lao thẳng vào bạn, khiến bạn không thể nhìn thấy chính chiếc xe đó. Vì vậy, chúng tôi phải đợi cho đến khi nó mờ đi đáng kể để có cơ hội nhìn thấy.” nhìn thấy siêu tân tinh.”

Phải đến khoảng sáu tháng sau khi vụ nổ được phát hiện lần đầu tiên, các nhà nghiên cứu mới có thể sử dụng Kính viễn vọng Không gian James Webb để quan sát ánh sáng ở bước sóng hồng ngoại. Bằng cách này, họ có thể xác định rằng bản thân siêu tân tinh là tương đối bình thường. Lý do khiến nó sáng như vậy có thể là do vụ nổ tia gamma hướng thẳng vào Trái đất.

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu đã kết hợp dữ liệu của Kính viễn vọng Không gian James Webb với các quan sát vô tuyến từ Mảng milimét/dưới milimét lớn Atacama để tìm kiếm các dải bước sóng cụ thể phù hợp với sự hiện diện của các nguyên tố nặng. Tuy nhiên, trong khi họ tìm thấy những thứ như canxi và oxy, khá tiêu chuẩn trong siêu tân tinh, lại không có dấu hiệu sản sinh nguyên tố nặng.

Hiện nay, tốc độ các sao neutron hợp nhất không đủ để tạo ra lượng vật chất nặng mà chúng ta thấy trong vũ trụ. Những vụ nổ khổng lồ như GRA 221009A được cho là một tác nhân góp phần, nhưng việc thiếu các nguyên tố nặng cho thấy chúng ta đã sai về điều đó.

Vì vậy, chúng ta cần xem xét các nguồn tiềm năng khác để xem liệu chúng ta có thể xác định được thủ phạm hay không, các nhà nghiên cứu cho biết.

“Chúng tôi không nhìn thấy dấu hiệu của những nguyên tố nặng này, điều này cho thấy rằng những vụ nổ tia gamma rất mạnh như con thuyền không tạo ra những nguyên tố này.” Blanchard nói.

“Điều này không có nghĩa là tất cả các vụ nổ Gbps không tạo ra chúng, nhưng nó là một thông tin thiết yếu khi chúng tôi tiếp tục tìm hiểu những nguyên tố nặng này đến từ đâu. Các quan sát trong tương lai với JWST sẽ xác định liệu anh em họ ‘tự nhiên’ của BOAT có tạo ra chúng hay không. các yếu tố.”

Kết quả đã được công bố ở Thiên văn học thiên nhiên.