Phát hiện tia vũ trụ mạnh nhất từng ghi nhận, nguồn gốc có thể gần Trái đất

Các nhà khoa học vừa phát hiện những tia vũ trụ mạnh nhất từng được ghi nhận, có khả năng xuất phát từ các nguồn bí ẩn nằm tương đối gần Trái đất.

Theo Science Alert, những tia vũ trụ này - bao gồm các electron và phản hạt của chúng là positron - được quan sát ở mức năng lượng lên đến 40 teraelectronvolt (TeV), tức cao gấp 40.000 lần năng lượng của ánh sáng khả kiến.

Hệ thống Kính thiên văn năng lượng cao (HESS) tại Namibia đã phát hiện ra các tia này. Do năng lượng của chúng giảm dần khi di chuyển qua không gian, các tia có mức năng lượng cao như vậy chỉ có thể được phát hiện nếu nguồn phát nằm gần Trái đất.

Phát hiện tia vũ trụ mạnh nhất từng ghi nhận, nguồn gốc có thể gần Trái đất
Những tia vũ trụ trở thành đề tài thú vị được nhiều nhà khoa học tìm hiểu những năm gần đây - (Ảnh: UCHICAGO NEWS).

Tuy nhiên, chính xác điều gì đã tạo ra chúng vẫn là một ẩn số. Kết quả nghiên cứu được công bố trên tạp chí Physical Review Letters ngày 25-11.

"Đây là một kết quả quan trọng, vì chúng ta có thể kết luận rằng các electron tia vũ trụ (CRe) đo được có khả năng xuất phát từ một số ít nguồn trong khu vực lân cận Hệ Mặt trời của chúng ta, với khoảng cách tối đa chỉ vài nghìn năm ánh sáng - một con số rất nhỏ so với kích thước của dải ngân hà, vốn rộng khoảng 100.000 năm ánh sáng", tiến sĩ Kathrin Egberts - trưởng nhóm vật lý hạt thiên văn tại ĐH Potsdam (Đức) - cho biết.

Tia vũ trụ là các hạt năng lượng cao được sản sinh bởi Mặt trời, các vụ nổ sao (supernova), các sao neutron quay nhanh (pulsar) và các nguồn khác chưa được xác định.

Khi các tia này va chạm với tầng thượng quyển của Trái đất, chúng tạo ra các trận mưa hạt có thể được phát hiện trên bề mặt Trái đất. Tuy nhiên, việc tái dựng các tia vũ trụ ban đầu tạo ra các trận mưa hạt này là một công việc phức tạp và có phần bất định.

Để tìm ra các electron tia vũ trụ, các nhà nghiên cứu đã sử dụng đài quan sát HESS, bao gồm năm kính thiên văn cao 12m đặt tại cao nguyên Khomas, Namibia.

Trong hơn một thập kỷ, các kính thiên văn này đã quét tầng khí quyển để tìm dấu vết bức xạ Cherenkov - ánh sáng mờ màu xanh được tạo ra khi các hạt chuyển động nhanh hơn tốc độ ánh sáng trong một môi trường làm chậm ánh sáng. Hiện tượng này tương tự như tiếng nổ siêu thanh tạo ra khi máy bay vượt qua tốc độ âm thanh.

Bằng cách quan sát ánh sáng này và sử dụng các thuật toán tinh vi để lọc nhiễu, các nhà khoa học đã tạo ra một phổ năng lượng chi tiết chưa từng có cho các tia vũ trụ tới Trái đất.

Lượng các tia vũ trụ này giảm đáng kể ở các mức năng lượng cao hơn - điều này cho thấy các kính thiên văn không gian nhỏ khó có thể phát hiện chúng với số lượng đủ lớn.

Sự hiện diện của các hạt có năng lượng đặc biệt cao đã chỉ ra ít nhất một số nguồn phát tia vũ trụ này nằm gần hành tinh của chúng ta.

"Lưu lượng cực thấp ở giới hạn năng lượng TeV cao hơn đã hạn chế khả năng cạnh tranh của các sứ mệnh không gian trong việc đo lường này", Mathieu de Naurois, nhà nghiên cứu tại Trung tâm Nghiên cứu khoa học quốc gia Pháp (CNRS), nhấn mạnh.

"Do đó phép đo của chúng tôi không chỉ cung cấp dữ liệu trong một dải năng lượng quan trọng và chưa từng được khám phá, giúp hiểu rõ hơn về vùng lân cận Trái đất, mà còn có khả năng trở thành tiêu chuẩn tham chiếu trong nhiều năm tới", ông nói thêm.

Từ khóa liên quan: