Tín hiệu vô tuyến bí ẩn dẫn các nhà thiên văn học đến một cặp vũ trụ khó tin

Một xung năng lượng sáng ổn định đã phát ra từ vùng ngoại ô của Dải Ngân hà trong 10 năm qua, xảy ra cứ ba giờ một lần và kéo dài khoảng một phút. Các nhà thiên văn học tin rằng họ đã xác định được nguồn gốc của tín hiệu, nhưng phát hiện này mang đến một bí ẩn mới mà giờ đây họ tuyên bố cũng đã giải đáp được.

Một nhóm các nhà nghiên cứu từ nút Curtin của Trung tâm Nghiên cứu Thiên văn Vô tuyến Quốc tế (ICRAR) lần đầu tiên tình cờ phát hiện ra tín hiệu vô tuyến khi xem qua dữ liệu lưu trữ từ Murchison Widefield Array (MWA), một kính viễn vọng vô tuyến đặt ở Tây Úc. Xung năng lượng là xung vô tuyến có chu kỳ dài nhất từng được phát hiện, với hầu hết các tín hiệu xuất hiện trong khoảng thời gian từ hàng chục đến hàng nghìn giây.

Hiện tượng quá độ vô tuyến chu kỳ dài là tương đối mới, một số hiện tượng đã được phát hiện gần đây. Các thiên thể có từ trường thay đổi, như Mặt trời hay Sao Mộc, có thể tạo ra sóng vô tuyến. Những hiện tượng trong khoảng thời gian ngắn hơn được gọi là sự chuyển tiếp vô tuyến—những đợt phát xạ năng lượng đột ngột, tồn tại trong thời gian ngắn thường được tạo ra bởi các sao neutron quay (lõi sụp đổ của một ngôi sao chết).

“Các quá độ trong thời gian dài rất thú vị và để các nhà thiên văn hiểu chúng là gì, chúng ta cần một hình ảnh quang học,” Natasha Hurley-Walker, phó giáo sư tại ICRAR, đồng thời là tác giả chính của bài báo về khám phá được công bố trên tạp chí Thư Tạp chí Vật lý Thiên văn, cho biết trong một tuyên bố. “Tuy nhiên, khi bạn nhìn về phía chúng, có rất nhiều ngôi sao nằm chắn ngang nó giống như 2001: Một cuộc phiêu lưu không gian. 'Chúa ơi, nó đầy sao!'.”

May mắn thay, sóng vô tuyến mới được phát hiện, GLEAM-X J0704-37, không ẩn sau các ngôi sao. Thay vào đó, nó được phát hiện ở vùng ngoại ô của Dải Ngân hà, cách chúng ta khoảng 5.000 năm ánh sáng trong chòm sao Puppis, một khu vực ít đông đúc hơn phần còn lại của thiên hà. Hurley-Walker nói thêm: “Khám phá mới của chúng tôi nằm cách xa Mặt phẳng Thiên hà, vì vậy chỉ có một số ngôi sao ở gần đó”.

Với cái nhìn rõ ràng về tín hiệu, nhóm nghiên cứu đằng sau phát hiện này đã sử dụng kính viễn vọng MeerKAT ở Nam Phi để xác định chính xác vị trí của sóng vô tuyến tới một ngôi sao cụ thể. Sử dụng một kính viễn vọng khác là đài quan sát SOAR ở Chile, các nhà nghiên cứu sau đó đã đo quang phổ của ngôi sao, xác định rằng đó là sao lùn M, còn được gọi là sao lùn đỏ.

Mặc dù nhóm đã giải quyết được một bí ẩn bằng cách xác định nguồn gốc của tín hiệu, nhưng một bí ẩn khác hiện đang ở phía trước. Hurley-Walker nói: “Một mình sao lùn M không thể tạo ra lượng năng lượng như chúng ta đang thấy. “Các sao lùn M là những ngôi sao có khối lượng thấp, chỉ bằng một phần khối lượng và độ sáng của Mặt trời. Chúng chiếm tới 70% số sao trong Dải Ngân hà, nhưng không một ngôi sao nào trong số đó có thể nhìn thấy được bằng mắt thường.”

Thay vào đó, dữ liệu cho thấy sao lùn M có mối quan hệ thông đồng với một loại sao khác, cả hai cùng phối hợp với nhau để tạo ra sóng vô tuyến lặp lại. Sao lùn M có khả năng nằm trong một hệ thống đôi với sao lùn trắng—phần còn lại của một ngôi sao đã cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân và bong ra các lớp bên ngoài. Hurley-Walker nói: “Cùng nhau, chúng tạo ra năng lượng phát xạ vô tuyến.

Mặc dù dữ liệu lưu trữ của MWA cho thấy rằng sóng vô tuyến nhất thời đã hoạt động được 10 năm, nhưng nó có thể đã phát ra các đợt năng lượng thậm chí còn lâu hơn mà chưa được phát hiện. Nhóm nghiên cứu đằng sau phát hiện này muốn thực hiện các quan sát tiếp theo về GLEAM-X J0704-37, cũng như tìm hiểu dữ liệu để có thể tìm thấy nhiều hiện tượng chuyển tiếp vô tuyến trong thời gian dài hơn. Có thể có rất nhiều nguồn vũ trụ kỳ lạ hơn đang phát ra năng lượng trong vũ trụ.