Các nhà khoa học xác định được vụ nổ sóng vô tuyến nhanh xa nhất từng thấy
Các nhà thiên văn học đã ghi lại và xác định được vụ nổ sóng vô tuyến nhanh xa nhất từng được ghi nhận, một tia chớp năng lượng vô tuyến kéo dài mili giây đã du hành trong không gian hơn mười tỷ năm. Tín hiệu này, được đặt mã là FRB 20240304B, đã được truy vết đến một thiên hà hình thành khoảng ba tỷ năm sau Vụ Nổ Lớn, theo một nhóm quốc tế do các nhà nghiên cứu tại Đại học Sydney dẫn đầu. Công trình được công bố trên tạp chí Science.
Phát hiện này gấp đôi khoảng cách của kỷ lục trước đó. Các vụ nổ sóng vô tuyến nhanh là những xung sóng vô tuyến mạnh mẽ chỉ kéo dài một phần giây nhưng có thể tạm thời sáng hơn toàn bộ thiên hà trong phần phổ vô tuyến. Kể từ khi cái đầu tiên được phát hiện vào năm 2007, các nhà thiên văn học đã ghi nhận hàng trăm vụ, nhưng nguồn gốc của chúng vẫn là một trong những câu đố khó giải nhất trong vật lý thiên văn hiện đại.
Tìm thấy một vụ nổ là một chuyện; xác định nó đến từ đâu lại là chuyện khác. Nhóm đã kết hợp hai thiết bị rất khác nhau để làm cả hai việc. Mảng kính viễn vọng vô tuyến MeerKAT của Nam Phi, một mạng lưới các đĩa ăng-ten ở vùng bán sa mạc Karoo, đã bắt được vụ nổ đầu tiên và thu hẹp vị trí của nó trên bầu trời. Sau đó, Kính viễn vọng Không gian James Webb, quan sát trong hồng ngoại từ một điểm cách Trái Đất khoảng 1,5 triệu km, đã nhìn vào vùng đó và xác định thiên hà chủ mờ nhạt.
Sự kết hợp đó rất quan trọng. Kính viễn vọng vô tuyến giỏi bắt tia chớp nhưng kém trong việc phân giải chính xác thiên hà nào đã tạo ra nó, vì tín hiệu quá ngắn và quá xa. Con mắt hồng ngoại sắc bén của Webb có thể nhận ra những thiên hà cực xa mà hầu hết các đài quan sát khác không thể thấy. Cùng nhau, chúng cho phép các nhà nghiên cứu khớp vụ nổ với một thiên hà cụ thể, và sau đó ước tính khoảng cách của nó từ cách sự giãn nở của vũ trụ đã kéo dài ánh sáng trên hành trình của nó.
Vì sóng vô tuyến truyền qua không gian, chúng đi qua các đám mây electron phân tán giữa các thiên hà. Tín hiệu của một vụ nổ đi qua càng nhiều vật chất, thì thời điểm đến của nó càng bị trải rộng theo thời gian. Điều đó khiến các vụ nổ xa trở nên hữu ích như những đầu dò vật chất loãng, khuếch tán lấp đầy khoảng không giữa các thiên hà — vật chất mà nếu không thì gần như không thể lập bản đồ trực tiếp.
“Kết quả này là một bước tiến tới hiểu biết về nguồn gốc của các vụ nổ sóng vô tuyến nhanh và những gì chúng có thể cho chúng ta biết về vũ trụ,” các nhà nghiên cứu cho biết, lưu ý rằng khoảng cách cực xa của vụ nổ khiến nó trở thành một phép thử có giá trị về lượng vật chất thông thường nằm trong các khoảng trống vũ trụ. Các nhà thiên văn học tin rằng hầu hết các vụ nổ được tạo ra bởi các sao neutron có từ tính cực mạnh được gọi là magnetar, mặc dù cơ chế chính xác vẫn còn đang tranh luận.
Hiện tại, phát hiện này bổ sung một điểm dữ liệu xa xôi vào một mẫu nhỏ nhưng đang phát triển. Mỗi vụ nổ được định vị tốt giúp hiệu chỉnh các mô hình về cách vật chất phân bố khắp vũ trụ. Nhóm dự kiến rằng các cơ sở vô tuyến thế hệ tiếp theo, với trường nhìn rộng hơn và độ nhạy cao hơn, sẽ phát hiện nhiều vụ nổ xa hơn — và có thể đẩy kỷ lục ra xa hơn nữa.