Phát hiện hệ sao khổng lồ hoạt động như máy gia tốc hạt vũ trụ

Các nhà nghiên cứu phát hiện hai sao khổng lồ xanh phát ra luồng gió sao giúp những hạt hạ nguyên tử tăng tốc và tạo ra bức xạ tia gamma cực mạnh.


Mô phỏng hoạt động của hệ sao Eta Carinae. (Video: HESS).

Với kính viễn vọng chuyên dụng ở Namibia, nhóm nghiên cứu đứng đầu là Trung tâm nghiên cứu Electron Synchrotron (DESY) của Đức chứng minh một hệ sao nhị phân là nguồn phát ra bức xạ gamma năng lượng cao trong vũ trụ. Hệ sao Eta Carinae ở cách Trái Đất 7.500 năm ánh sáng trong chòm Carina sản sinh tia gamma mang năng lượng lên tới 400 gigaelectronvolt (GeV), gấp 100 tỷ lần năng lượng của ánh sáng khả kiến. Các nhà nghiên cứu Stefan Ohm, Eva Leser và Matthias Fubling ở DESY công bố phát hiện trên tạp chí Astronomy and Astrophysics.

Eta Carinae là hệ sao nhị phân bao gồm hai sao khổng lồ xanh, có khối lượng lần lượt gấp 100 và 30 lần Mặt Trời. Hai ngôi sao xoay quanh nhau theo chu kỳ 5,5 năm trong quỹ đạo hình elip. Khoảng cách của chúng liên tục thay đổi, có thể gần như từ Mặt Trời tới sao Hỏa hoặc xa như quãng đường giữa Mặt Trời và sao Thiên Vương.

Loading...

Cả hai ngôi sao đều bắn ra những cơn gió sao đặc chứa các hạt tích điện vào không gian ở tốc độ siêu thanh. Trong quá trình đó, cứ 5.000 năm, ngôi sao lớn hơn lại mất đi khối lượng tương đương Mặt Trời. Ngôi sao nhỏ hơn sản sinh gió sao tốc độ 11 triệu kilomet mỗi giờ. Một vùng mũi sốc (shock front) hình thành ở nơi hai luồng gió sao va chạm, làm nóng vật chất trong cơn gió tới nhiệt độ cực hạn. Khi đạt mức 50 triệu độ C, vật chất phát xạ sáng rực trong dải tia X. Tuy nhiên, các hạt ở gió sao chưa đủ nóng để tỏa ra bức xạ gamma.

Phát hiện hệ sao khổng lồ hoạt động như máy gia tốc hạt vũ trụ
Vị trí chòm sao Eta Carinae.

Theo Ohm, giám đốc đài quan sát tia X High Energy Stereoscopic System (HESS) ở DESY, vùng sốc thường là nơi những hạt hạ nguyên tử tăng tốc nhờ trường điện từ cực mạnh. Khi các hạt tăng tốc đủ nhanh, chúng có thể phát ra bức xạ gamma. Trên thực tế, vệ tinh Fermi của NASA và AGILE của Cơ quan Vũ trụ Italy (ASI), từng phát hiện tia gamma có năng lượng lên tới 10 GeV từ Eta Carinae vào năm 2009.

Dữ liệu vệ tinh chỉ ra Eta Carinae có thể tạo bức xạ gamma mạnh hơn 100 GeV. HESS từng phát hiện thành công bức xạ gamma 400 GeV khi hai sao khổng lồ xanh đến gần nhau vào năm 2014 và 2015. Điều này biến hệ sao nhị phân thành ví dụ đầu tiên về nguồn sản sinh bức xạ gamma năng lượng cao từ va chạm giữa những cơn gió sao.

"Vùng mũi sốc của hai luồng gió sao va chạm giống như cỗ máy gia tốc hạt tự nhiên dành cho tia vũ trụ", nhóm nghiên cứu nhận xét. Với đài quan sát tia gamma thế hệ mới Cherenkov Telescope Array (CTA) đang được xây dựng ở vùng cao nguyên Chile, các nhà khoa học hy vọng có thể tìm hiểu sự kiện chi tiết hơn và khám phá nhiều nguồn phát tia gamma hơn.

Loading...
TIN CŨ HƠN
NASA tìm thấy nơi lý tưởng cho sự sống trong Hệ Mặt trời

NASA tìm thấy nơi lý tưởng cho sự sống trong Hệ Mặt trời

Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học NASA đã tìm thấy một nơi ngay trong Hệ Mặt trời có khả năng hỗ trợ các sinh vật sống.​

Đăng ngày: 03/07/2020
Thiên hà xoắn ốc rộng 80.000 năm ánh sáng

Thiên hà xoắn ốc rộng 80.000 năm ánh sáng

Kính viễn vọng không gian Hubble chụp ảnh độ phân giải cao thể hiện những nhánh xoắn ốc chứa hàng triệu ngôi sao của thiên hà NGC 2775.

Đăng ngày: 02/07/2020
Phát hiện hố đen

Phát hiện hố đen "siêu khủng" lớn gấp 34 tỷ lần Mặt trời

Với khối lượng hiện nay, hố đen phát triển nhanh mới phát hiện cần ăn ngôi sao lớn cỡ Mặt Trời mỗi ngày theo tính toán của các nhà nghiên cứu.

Đăng ngày: 02/07/2020
Kỳ thú

Kỳ thú "cuộc diễu hành của các hành tinh" diễn ra vào tháng 7

Cuộc diễu hành của các hành tinh sẽ diễn ra trong khoảng 2 tuần của tháng 7 nhưng không thể quan sát hoàn toàn.

Đăng ngày: 02/07/2020
Bí ẩn ngôi sao sáng hơn 2,5 triệu lần Mặt trời bỗng biến mất

Bí ẩn ngôi sao sáng hơn 2,5 triệu lần Mặt trời bỗng biến mất

Các nhà khoa học đang kinh ngạc không hiểu vì sao, bằng cách nào mà một ngôi sao sáng hơn 2,5 triệu lần Mặt trời bỗng nhiên biến mất một cách bí ẩn.

Đăng ngày: 02/07/2020
SpaceX phóng vệ tinh định vị toàn cầu thế hệ mới

SpaceX phóng vệ tinh định vị toàn cầu thế hệ mới

Vệ tinh mới nhất trong Hệ thống Định vị Toàn cầu thế hệ thứ ba (GPS III) của Lực lượng Không Quân Mỹ đã được đưa lên quỹ đạo.

Đăng ngày: 01/07/2020
Vì sao con người khó sống trên Mặt trăng và sao Hỏa?

Vì sao con người khó sống trên Mặt trăng và sao Hỏa?

Loài người không thể sinh sống trên Mặt trăng và sao Hỏa do độ phóng xạ và bức xạ vũ trụ cao.

Đăng ngày: 30/06/2020
Tiêu điểm
Khoa Học News