Kính viễn vọng James Webb giúp xác định kết quả siêu tân tinh quan sát được năm 1987

Ngày 22/2, các nhà nghiên cứu cho biết 2 thiết bị trên Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) quan sát siêu tân tinh ở bước sóng hồng ngoại đã phát hiện bằng chứng hóa học liên quan đến các nguyên tử argon và lưu huỳnh, cho thấy một ngôi sao neutron mới sinh nằm bên trong khối bụi khổng lồ còn lại sau vụ nổ sao nói trên.            

Những vụ nổ như vậy có thể tạo ra hai loại vật thể đặc: hố đen hoặc sao neutron. Các quan sát của kính Webb đã giải đáp được kết quả của siêu tân tinh nói trên.

Tác giả chính của nghiên cứu được công bố trên tạp chí Science, Giáo sư vật lý thiên văn Claes Fransson tại Đại học Stockholm (Thụy Điển) cho biết: “Sau khi theo dõi siêu tân tinh và tìm kiếm vật thể đặc trong hơn 3 thập kỷ, thật thú vị khi cuối cùng nhờ có JWST đã tìm thấy bằng chứng để xác định đó là sao neutron”.

Đồng tác giả nghiên cứu, giảng viên khoa vật lý thực nghiệm tại Đại học Maynooth ở Ireland, ông Patrick Kavanagh cho biết: “Sao neutron là tàn tích vô cùng đậm đặc sau vụ nổ một ngôi sao lớn, có thể so sánh với việc nén toàn bộ khối lượng Mặt Trời vào kích thước của một thành phố. Chúng đặc đến mức một thìa sao neutron có thể nặng bằng một quả núi”.

Vụ nổ sao nói trên trên được gọi là Siêu tân tinh 1987A, xảy ra cách Trái Đất 160.000 năm ánh sáng, trong Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà lùn cạnh Dải Ngân hà của chúng ta. Một năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng đi được trong một năm: 9.500 tỷ km. Do khối lượng lớn nên ngôi sao này có tuổi thọ tương đối ngắn – khoảng 20 triệu năm, ít hơn nhiều so với Mặt Trời của chúng ta.

Ánh sáng từ vụ nổ được nhìn thấy từ Trái Đất vào ngày 24/2/1987, một ngày sau vụ nổ neutrino – các hạt hạ nguyên tử được tạo ra với số lượng lớn khi lõi của một ngôi sao lớn sụp đổ. Sự kiện này đánh dấu lần đầu tiên kể từ năm 1604, một siêu tân tinh có thể được nhìn thấy bằng mắt thường.

Các ngôi sao có khối lượng ít nhất gấp 8 – 10 lần Mặt Trời kết thúc cuộc đời của chúng bằng một siêu tân tinh, thổi bay phần lớn vật chất của chúng vào không gian sau khi lõi sao sụp đổ nhưng để lại tàn tích. Những vụ nổ này là nguồn cung cấp các nguyên tố hóa học chính bao gồm carbon, ôxy, silicon và sắt giúp tạo nên sự sống. Phần còn lại, tùy thuộc vào kích thước của ngôi sao diệt vong, có thể là sao neutron hoặc hố đen, là một vật thể có lực hấp dẫn mạnh đến mức thậm chí ánh sáng cũng không thể thoát ra.

Đối với Siêu tân tinh 1987A, kính Webb đã phát hiện ra các nguyên tử argon và lưu huỳnh không còn lớp vỏ electron bên ngoài, nghĩa là chúng đã bị “ion hóa”. Các nhà nghiên cứu đã xem xét nhiều kịch bản khác nhau và phát hiện ra rằng những nguyên tử này có thể tồn tại trong điều kiện đó chỉ nhờ bức xạ tia cực tím và tia X từ một ngôi sao neutron. Các nhà nghiên cứu đang cố gắng xác định đây là loại sao neutron nào: loại sao quay nhanh gọi là ẩn tinh có từ trường mạnh, hay loại sao “yên tĩnh” hơn với từ trường yếu.

Những phát hiện trên đánh dấu thêm một thành tựu của kính Webb, thiết bị được đưa vào hoạt động năm 2022.