Lần đầu tiên mô phỏng siêu tân tinh trong phòng thí nghiệm

Nhóm chuyên gia quốc tế sử dụng chùm ion phóng xạ gia tốc để tìm hiểu siêu tân tinh, vụ nổ xảy ra khi ngôi sao kết thúc vòng đời.

Các nhà khoa học tại Đại học Surrey (Anh) và Phòng thí nghiệm Quốc gia TRIUMF (Canada) quan sát sức mạnh bùng nổ của một siêu tân tinh trong phòng thí nghiệm, Interesting Engineering hôm 23/10 đưa tin. Đây là lần đầu tiên giới khoa học có thể đo đạc trực tiếp một trong những cách mà các ngôi sao đang nổ tạo ra những nguyên tố nặng nhất vũ trụ. Nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Physical Review Letters.

Minh họa vụ nổ siêu tân tinh. (Ảnh: Mehau Kulyk/Science Photo Library)

Siêu tân tinh là một sự kiện vũ trụ, xảy ra khi một ngôi sao kết thúc vòng đời do năng lượng trong lõi cạn kiệt. Không lâu sau, ngôi sao bắt đầu tự sụp đổ, tạo ra vụ nổ cực lớn. Điều tương tự sẽ xảy ra với Mặt Trời trong vài tỷ năm nữa.

Nhóm chuyên gia quốc tế sử dụng chùm ion phóng xạ gia tốc để quan sát các quá trình đề cập trong những lý thuyết khoa học về phản ứng siêu tân tinh. Các phép đo của họ mang lại thông tin hữu ích về bắt giữ proton, quá trình được cho là giúp tạo ra hạt nhân p. Hạt nhân p là các đồng vị thiếu neutron nhưng lại giàu proton. Chúng chiếm khoảng 1% các nguyên tố nặng quan sát được trong hệ Mặt Trời, nhưng giới chuyên gia chưa rõ chúng bắt nguồn từ đâu.

Sự khan hiếm của hạt nhân p đồng nghĩa chúng rất khó quan sát, gây khó khăn cho các nhà khoa học trong việc tìm hiểu cách chúng hình thành. Một lý thuyết được nhiều nhà khoa học đồng tình là quá trình gamma, theo đó, nguyên tử bắt giữ các proton bay ra trong một vụ nổ, ví dụ như siêu tân tinh.

Nhóm nghiên cứu quốc tế tiến hành thí nghiệm với Máy tách đồng vị và gia tốc II tại Phòng thí nghiệm Quốc gia TRIUMF, Canada. Cỗ máy được sử dụng để tạo ra một chùm nguyên tử rubidi-83 phóng xạ mang điện tích.

"Kết hợp chuỗi tia gamma độ phân giải cao với máy tách tĩnh điện tân tiến để đo các phản ứng của quá trình gamma là cột mốc quan trọng trong việc đo đạc trực tiếp các quá trình vật lý thiên văn. Các phép đo như vậy thường được cho là nằm ngoài tầm với của các công nghệ thí nghiệm hiện nay. Tuy nhiên, nghiên cứu mới đã mở ra rất nhiều khả năng cho tương lai", Gavin Lotay, tiến sĩ tại Đại học Surrey, cho biết.

Năm 2019, nhóm chuyên gia tại Đại học Guelph và Đại học Columbia công bố một nghiên cứu cho rằng mọi nguyên tố nặng nhất thế giới, bao gồm vàng và bạch kim, hình thành trong một dạng siêu tân tinh hiếm gọi là collapsar. Những nghiên cứu như vậy giúp làm sáng tỏ các quá trình diễn ra trong siêu tân tinh. Siêu tân tinh có thể được coi như nhà máy nguyên tố vì chúng sản xuất những nguyên tố nặng hơn oxy, đồng nghĩa chúng liên quan chặt chẽ đến sự tồn tại của con người.

• Viên hồng ngọc quý nhất thế giới: giam lỏng sinh vật 2,5 tỉ tuổi
• Những pha mắc kẹt siêu hài hước của động vật vì trót "nghịch dại"
• Câu chuyện về món ẩm thực "muốn ăn là phải nhẫn tâm" của người Tây Tạng

Từ khóa liên quan:

siêu tân tinh

vụ nổ siêu tân tinh

mô phỏng siêu tân tinh trong phòng thí nghiệm

siêu tân tinh collapsar

Phòng thí nghiệm Quốc gia TRIUMF

Gavin Lotay