Hypernovas: Thermonuclear Flashbulbs

What's more than 100 times brighter than a supernova? Well, it's all in how you look at it. Astrophysicist Mike Shara helps us understand that what you see depends on where you are...

Black Holes: Warping Time & Space

When a supermassive star dies, it's corpse collapses into a knot so tight not even light can escape. And this drain on the fabric of the Universe can actually warp the shape of space…and of time.

Vụ nổ sao có thể dẫn đến sụp đổ cả một lý thuyết

Một ngôi sao có độ sáng gấp cả triệu lần Mặt trời của chúng ta đã phát nổ quá sớm, và điều đó làm các nhà khoa học không thể hiểu được quá trình tiến hóa sao như họ vẫn tin vào trước đó.
Avishay Gal-Yam thuộc Viện Khoa học Weizmann ở Rehovot, Israel nói:”Điều này có thể là chúng ta đã sai cơ bản về lý thuyết phát triển những ngôi sao lớn, và như vậy những lý thuyết này cần phải được xem xét lại”.

Theo lý thuyết trên, ngôi sao đã bị nổ, với khối lượng khoảng 100 lần Mặt trời, đáng lẽ đã không đủ độ phát triển để có một nhân chứa sắt và sản phẩm thải của các phản ứng hạt nhân, được coi là điều kiện cần thiết để tạo sự sụp đổ vào lõi và từ đó kích hoạt vụ nổ supernova mà các nhà khoa học được chứng kiến.
Nghiên cứu mới bao gồm cả hình ảnh cũ để so sánh. Đó là một trong những bức ảnh tham khảo hiếm mà từ đó ngôi sao khởi phát của một vụ nổ trên đã được phát hiện.
Vụ nổ trên, còn đuợc gọ là SN2005gI, được phát hiện ở khoảng cách 215 triệu năm ánh sáng thuộc thiên hà xoắn ốc NGC 266 vào ngày 5/10/2005. Các bức ảnh do kính Hubble chụp vào năm 2007, đã bộc lộ ngôi sao ở dạng chuẩn bị nổ với độ sáng tỏa ra rất mạnh.

Ngôi sao tiền tố của vụ nổ có độ sáng tới mức có thể được liệt vào một lớp các ngôi sao được gọi là “Các Sao xanh cực sáng có độ trưng biến đổi” (Luminous Blue Variables = LBVs) bởi vì không có một loại sao nào có thể sáng như vậy – theo Gal-Yam. Khi một ngôi sao dạng LBV phát triển, nó trút bỏ nhiều phần vật chất của mình ra ngoài thông qua những cơn gió sao (tương tự gió Mặt trời). Chỉ khi tới thời điểm đó, ngôi sao khổng lồ mới tạo được một cái lõi chứa đầy sắt lớn, và sau đó phần lõi này sụp đổ và phát nổ.

Vụ nổ bất ngờ trên có thể còn gợi ý rằng những ngôi sao khác cũng có những động thái khác với cái cách mà các nhà khoa học vẫn tin vào, bao gồm cả một ngôi sao khá gần với chúng ta, đó là ngôi sao Eta Carinae, chỉ cách chúng ta có 7500 năm ánh sáng và nằm ngay trong Dải Ngân hà. Những ngôi sao cực nặng và cực sáng (cỡ 100 lần khối lượng của Mặt trời) như Eta Carinae được cho là đã bị mất hoàn toàn lớp vỏ hydrogen trước khi đạt tới điểm cuối cùng là một vụ nổ supernova.



Ảnh trên: hình ảnh vụ nổ supernova SN2005gI trong thiên hà NGC266 do kính thiên văn mặt đất Puckett Observatory chụp. Ảnh dưới bên trái: ảnh tư liệu của kính Hubble năm 1997 trong dải ánh sáng khả kiến ở vùng có vụ nổ. Vòng tròn trắng đánh dấu ngôi sao sẽ nổ. Ảnh dưói, giữa: ảnh chụp ở vùng hồng ngoại gần bởi kính Keck vào năm 2005. Ảnh dưới bên phải: ảnh chụp vùng khả kiến của kính Hubble chụp ngày 26/9/2007 cùng một vị trí. Chú ý rằng vùng sáng gần vị trí của vụ nổ có thể thấy cả ở 3 bức hình loại trừ bức mô tả ngôi sao chuẩn bị nổ (progenitor).

Mario Livio thuộc Viện Khoa học Kính Thiên văn ở Baltimore nói:” Những quan sát này cho thấy rằng có nhiều chi tiết trong hành trình tiến hóa và chết đi của những ngôi sao dạng LBV vẫn còn là một ẩn số. Chúng ta phải tiếp tục để mắt tới Eta Carinae, ngôi sao này có thể lại làm chúng ta ngạc nhiên thêm đấy”.
..
Một khả năng nữa được các nhà khoa học dự đoán là ngôi sao sinh ra SN2005gI thực ra là một cặp sao đôi, một hệ sao đôi sau đó đã hợp nhất. Khả năng này giải thích cho việc hệ sao có thể tiếp liệu cho các phản ứng hạt nhân để làm sáng ngôi sao lên một cách bất thường, làm cho ngôi sao trông sáng hơn nhưng lại có vẻ chưa đủ độ tiến hóa như tuổi thực sự của nó.
Gal-Yam nói:” Điều này cũng bỏ ngỏ một khả năng là có thể có những cơ chế khác có thể kích hoạt những vụ nổ supernova. Chúng ta có thể đã bị sai lầm môt điều gì đó khá cơ bản trong vấn đề hiểu biết tại sao những ngôi sao siêu sáng bị mất khối lượng”

Gal-Yam công bố rằng quan sát của các nhà khoa học cho thấy rằng chỉ có một phần nhỏ khối lượng của ngôi sao bị vung ra trong vụ nổ. Cũng theo Gal-Yam, hầu hết vật chất đã bị hút vào phần lõi đang sụp đổ mà có thể đã chở thành một hố đen có khối lượng xấp xỉ khoảng 10 – 15 khối lượng Mặt trời.

Thohry
Theo Space.com

Thử thách mới đối với giả thuyết về sự hình thành thiên hà !

Một nhóm nghiên cứu do một nhà thiên văn học thuộc đại học Indiana chỉ đạo mới đây đã phát hiện một số các thiên hà lớn mang các đặc điểm cho thấy chúng chỉ vừa mới được hình thành. Điều này đi ngược lại với niềm tin được chấp nhận rộng rãi rằng các thiên hà phát sáng khổng lồ (giống như thiên hà Milky Way) bắt đầu hình thành và phát triển sau vụ nổ Big Bang chẳng bao lâu, khoảng 13 tỷ năm trước.

Các nghiên cứu trong tương lai về bản chất của các thiên hà khổng lồ có thể mở ra những cánh cửa mới cho nghiên cứu về nguồn gốc và sự phát triển ban đầu của thiên hà.

John Salzer – nhà nghiên cứu chính – cho biết độ sáng của 15 thiên hà có liên quan chỉ ra rằng chúng là những hệ thống khổng lồ giống như thiên hà Milky Way. Tuy nhiên, những thiên hà này rất khác thường bởi chúng có nhiều vật chất hóa học, điều này lại cho thấy sự hình thành sao xảy ra rất ít bên trong. Lượng các nguyên tố nặng khá ít (các nguyên tố nặng hơn heli được các nhà thiên văn học gọi là kim loại) ngụ ý rằng chúng có lẽ rất trẻ và chỉ mới được hình thành gần đây.

Lượng chất hóa học trong các thiên hà cùng với những nhận định về sự phát triển của sao và sự gia tăng chất hóa học nói chung cho thấy có lẽ những thiên hà này mới chỉ được 3 đến 4 tỷ năm tuổi; do đó chúng hình thành từ 9 đến 10 tỷ năm sau vụ nổ Big Bang. Hầu hết các giả thuyết về sự hình thành thiên hà dự đoán rằng các hệ thống phát sáng khổng lồ như thế này phải hình thành từ sớm hơn nhiều.

Nếu sự kiện này được chứng minh là đúng, các thiên hà nói trên có thể cho phép các nhà thiên văn học tìm hiểu các pha trong quá trình hình thành thiên hà cùng quá trình phát triển vốn rất khó nghiên cứu bởi chúng được cho là hình thành từ giai đoạn đầu của vũ trụ và nằm cách chúng ta rất xa.

Salzer nói rằng: “Các vật thể này chính là một cánh cửa mới độc nhất vô nhị trong quá trình hình thành thiên hà, cho phép chúng ta nghiên cứu các hệ nằm khá gần đang trải qua giai đoạn phát triển tương tự như ở hầu hết các thiên hà hình thành từ rất sớm trong tiến trình lịch sử của vũ trụ”.



Hình ảnh về thiên hà Milky Way. Phát hiện mới đi ngược lại với niềm tin được chấp nhận rộng rãi rằng các thiên hà phát sáng khổng lồ (giống như thiên hà Milky Way) bắt đầu hình thành và phát triển sau vụ nổ Big Bang chẳng bao lâu, khoảng 13 tỷ năm trước. (Ảnh: NASA/JPL-Caltech)


Khám phá là kết quả khảo sát KISS tiến hành nhiều nằm đối với trên 2.400 thiên hà hình thành sao. Khảo sát được lập ra với mục tiêu thu thập dữ liệu quan sát cơ bản về các nguồn phát xạ. Phép đo quang phổ tiến hành sau đó đối với các nguồn đã mang lại khám phá về 15 hệ thống phát sáng có lượng chất hóa học thấp.

Salzer phát biểu: “Lý do chúng tôi tìm kiếm các thiên hà như thế này có liên quan đến đặc tính của phương pháp khảo sát KISS. Các thiên hà được chọn lựa thông qua vạch phát xạ mạnh của chúng, đây là cách duy nhất để phát hiện các thiên hà cụ thể này”. Những khảo sát trước đó được thực hiện bởi các nhà khoa học khác cũng đều không thể tìm ra những thiên hà khác thường nói trên”.

Trong khi giả thuyết cho rằng các thiên hà trong khảo sát khá trẻ khá mới lạ và hấp dẫn, nhưng nó có thể không phải là lời giải thích duy nhất cho chúng. Còn có một lời giải thích khác cho rằng chúng là kết quả của sự kết hợp giữa hai thiên hà nhỏ hơn chỉ vừa xảy ra mới đây. Mô hình kết hợp này có thể giải thích cho kích cỡ của vật thể, bởi kết quả của sự kết hợp lớn gấp đối có thể chính là sự giảm đi lượng kim loại do tác động pha loãng của khí chưa được xử lý cũng như sự gia tăng độ sáng mạnh nhưng ngắn gây ra bởi quá trình hình thành sao dày đặc. Tìm kiếm phương thức phân biệt hai khả năng nói trên, Salzer cùng nhóm nghiên cứu dự định đề nghị được quan sát bằng kính viễn vọng không gian Hubble (NASA), sử dụng hình thành có độ phân giải cao để xác định liệu có phải những hệ thống thiên hà lớn là kết quả của sự kết hợp hay không.

Salzer đã nhận được một phần thưởng cùng với hỗ trợ từ Quỹ khoa học quốc gia tổng cộng lên tới 1,2 triệu đôla cho khảo sát. Tham gia vào nghiên cứu đăng tải trên tờ Astrophysical Journal Letters còn có nhà thiên văn học Anna Williams thuộc Đại học Wesleyan tại Middletown, Conn., và Caryl Gronwall thuộc đại học Pennsylvania.

Salzer đang cộng tác với Đại học Indianna sau khi tạm dừng công việc của mình với vai trò giáo sư thiên văn học tại Wesleyan, ông hy vọng chính thức gia nhập đại học Indianna vào năm tới. Các tác giả cũng trân trọng sự tham gia của các thành viên nhóm khảo sát KISS bao gồm Gary Wegner, Drew Phillips, Jessica Werk, Laura Chomiuk, Kerrie McKinstry, Robin Ciardullo, Jeffrey Van Duyne và Vicki Sarajedini trong các quan sát quang phổ học mà họ tiến hành trong những năm vừa qua