Phát hiện thiên hà tự phát sóng vô tuyến với chu kỳ 16 ngày đều đặn

Các nhà khoa học đã phát hiện ra một vụ bùng phát vô tuyến nhanh (FRB) với nhịp điệu đều đặn và có tín hiệu lặp lại bí ẩn đến từ một thiên hà khác.

Các sóng vô tuyến nhanh là những xung mạnh của sóng vô tuyến kéo dài chỉ vài mili giây, khởi nguồn từ quá trình bùng nổ năng lượng bí ẩn trong vũ trụ, năng lượng từ các FRB này trong một giây có thể bằng năng lượng chúng ta nhận được từ Mặt Trời trong 1 tuần. Vì các vụ Bùng phát vô tuyến nhanh chỉ xảy ra trong tích tắc, nên rất khó để quan sát và nghiên cứu.

Tuy nhiên theo nghiên cứu mới đây, một nguồn năng lượng nằm trong thiên hà cách chúng ta 500 triệu năm ánh sáng đang gửi các sóng vô tuyến đến Trái Đất với chu kỳ 16 ngày/lần. Điều này đánh dấu một cột mốc quan trọng, khi lần đầu tiên các nhà khoa học phát hiện ra tính tuần hoàn trong các tín hiệu kể trên, từ đó vén màn bí ẩn về nguồn gốc của chúng.

FRB là một trong những câu hỏi hóc búa nhất mà Vũ trụ mang tới cho chúng ta. Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2007, những vụ Bùng phát sóng vô tuyến nhanh này được tạo ra bởi các nguồn năng lượng cực lớn.

Các nhà khoa học giả định rằng chúng xuất phát từ các ngôi sao neutron quay nhanh, Hố Đen Vũ trụ hay thậm chí đến từ các nền văn minh ngoài Trái Đất. Các FRB càng gây tò mò hơn vì chúng có thể lặp lại theo chu kì, nghĩa là một số vụ chỉ xuất hiện một lần duy nhất trong tích tắc, nhưng cũng có những vụ nổ phát ra nhiều lần liên tục đến Trái Đất.

Xung nhịp từ các vụ nổ lặp lại này, cho đến nay, dường như chỉ mang tính ngẫu nhiên. Nhưng phát hiện mới hồi năm ngoái đã thay đổi suy nghĩ này: Dự Án Thí Nghiệm Vẽ bản đồ Độ đặc của FRB bằng Hydro (CHIME/FRB) của Canada đã phát hiện ra một vụ Bùng phát vô tuyến nhanh mang tên "FRB 180916.J0158 + 65" có nhịp rất đều đặn.

Nhóm CHIME/FRB đã theo dõi loạt vụ nổ sóng vô tuyến này giữa tháng 9 năm 2018 và tháng 10 năm 2019, sử dụng kính viễn vọng vô tuyến CHIME đặt tại quận British Columbia, Canada. Họ phát hiện ra các vụ nổ tập trung trong vòng 4 ngày rồi tắt ngấm trong 12 ngày tiếp theo, tạo ra một chu kỳ 16 ngày của mỗi lần xuất hiện.

Cuối tháng Một, Nhóm CHIME/FRB kết luận trong bài báo được công bố trên trang ArXiv rằng, đây là lần đầu tiên họ phát hiện ra một nguồn phát FRB có tính chu kỳ. Chính cái chu kỳ 16,35 ngày sẽ là đầu mối quan trọng để ta luận ra bản chất của nguồn phát FRB.

Hiện tại, nhóm nghiên cứu nhận định xuất phát điểm của FRB này là một thiên hà có tên SDSS J015800.28 + 654253.0, cách chúng ta nửa tỷ năm ánh sáng. Nghe thì thấy đây một khoảng cách rất lớn, nhưng thực tế FRB 180916.J0158 + 65 lại là FRB gần nhất từng được phát hiện.

Tuy chúng ta biết FRB xuất phát ở đâu,nhưng chúng ta vẫn không biết "cái gì" đã gửi nó đến Trái Đất. Nhịp độ của FRB cho thấy nhiều khả năng sóng bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh nó.

Nếu nguồn của FRB quay quanh một vật thể đặc như hố đen chẳng hạn, nó chỉ có thể phát tín hiệu về Trái đất tại một điểm nhất định trong quỹ đạo quay của nó. Khả năng cao ảnh hưởng từ một hố đen đã gây ra chu kỳ 16 ngày nêu trên.

Một nhóm nghiên cứu cũng phân tích số dữ liệu này và đưa ra giả thuyết khác, rằng đợt FRB mới tới từ một hệ sao đôi - với một ngôi sao cực lớn và một sao neutron bay quanh nó. Tuy nhiên mô hình giả lập cho thấy tín hiệu phát ra từ ngôi sao neutron sẽ lệch do gió mặt trời phát ra từ ngôi sao khổng lồ.

Một giả thuyết cho rằng từ tính cực mạnh của các sao neutron có thể là nguồn gốc FRB. Nhưng từ tính của các sao neutron lại thay đổi sau vài giây, nên đây không phải là câu trả lời chính xác nhất cho chu kỳ lặp lại đều đặn của FRB trong 16 ngày ngày qua.

Nhóm CHIME/FRB hy vọng sẽ tìm thấy các vụ nổ tương tự, để xem liệu các xung FRB chu kỳ lặp lại này có phổ biến không. Các nhà nghiên cứu cũng đang theo dõi cẩn thận FRB 180916.J0158 + 6 trong khi nó đang hoạt động, mong muốn phát hiện bất kỳ chi tiết nào khác có thể giúp lần ra nguồn gốc của chúng.

FRB đã khiến cho các nhà khoa học đau đầu trong hơn một thập kỷ, nhưng các phát hiện mới của CHIME đang dần hé lộ tấm màn bí ẩn bao trùm hiện tượng này.