Sóng hấp dẫn đã thu hút được rất nhiều sự chú ý của những người yêu thích thiên văn học trong hai năm qua, nó có thể mở ra một cánh cửa mới để chúng ta hiểu rõ hơn về vũ trụ. Nhưng nhờ vào một phát hiện đột phá gần đây, các hạt neutrino mới chính là đề tài được nói đến nhiều nhất. 

Lần đầu tiên, một nhóm các nhà thiên văn học toàn cầu đã tìm ra nguồn gốc của một số hạt năng lượng cao đến từ vũ trụ xa xôi. Neutrino rất khó để phát hiện và chúng ta chưa bao giờ tìm thấy nguồn gốc của bất kỳ hạt neutrino nào ở khoảng cách xa như thế này.

Trong hai bài báo trên tạp chí Science, các nhà khoa học đã mô tả cách họ định vị một nguồn neutrino cách Trái Đất 4 tỷ năm ánh sáng. Đó là một thiên hà tràn đầy năng lượng được gọi là Blazar (một chuẩn tinh rất nhỏ gọn với một lỗ đen siêu nặng ở trung tâm của một thiên hà elip hoạt động khổng lồ) có tên gọi TXS 0506 + 056.

Vào ngày 22 tháng 9 năm 2017, đài quan sát IceCube ở Nam Cực đã phát hiện ra 1 nguồn neutrino năng lượng cao tiến đến. Máy dò tiên tiến này có hệ thống cảnh báo thời gian thực và phát ra các tọa độ tới các nhà thiên văn học trên khắp thế giới chỉ sau 43 giây sau khi phát hiện ra nguồn năng lượng này.

Khoảng 20 đài quan sát bao gồm cả Kính viễn vọng Không gian Fermi Gamma của NASA đã nhận được cảnh báo và cố gắng tìm ra vị trí của nó trên bầu trời. Những gì họ tìm thấy là Blazar này với nguồn năng lượng cực kỳ mạnh mẽ và phát ra tia gamma. Nó cũng đã phóng ra cả những hạt neutrino theo hướng của chúng ta và chúng ta đã may mắn phát hiện được một trong số đó.

Phát hiện ban đầu được thực hiện bởi Đài quan sát IceCube Neutrino ở Nam Cực. (Ảnh: Focus Junior)

Darren Grant từ Đại học Alberta – phát ngôn viên của IceCube chia sẻ:

“Những kết quả này là một chuỗi các sự kiện đáng chú ý, nó cung cấp cho chúng ta một bức tranh vô cùng hấp dẫn về nguồn tia vũ trụ đầu tiên được phát hiện.”

Nhìn qua các lưu trữ dữ liệu của IceCube, các nhà khoa học đã tìm thấy hơn chục sự kiện liên quan đến vật thể này vào cuối năm 2014 và đầu năm 2015. Điều đó đã giúp họ xác nhận rằng neutrino năng lượng cao duy nhất được phát hiện trong năm 2017 gần như chắc chắn đến từ Blazar.

Đây là phát hiện quan trọng vì đây là lần đầu tiên chúng ta tìm thấy nguồn neutrino năng lượng cao. Đó cũng là phát hiện ở khoảng cách xa nhất của một neutrino trong vũ trụ mà chúng ta từng tìm thấy. Điều này đã cung cấp thêm cho chúng ta những hiểu biết mới về tia vũ trụ.

Trong hơn một thế kỷ qua, nguồn gốc của tia vũ trụ vẫn là một bí ẩn. Chúng ta biết rằng chúng liên tục rơi xuống Trái Đất từ ​​không gian nhưng chúng ta chưa bao giờ biết chắc chắn chúng đến từ đâu. Khi các tia vũ trụ là các hạt tích điện, các quỹ đạo của chúng bị thay đổi bởi các từ trường trong không gian khiến chúng ta khó có thể biết được chúng đến từ đâu.

Neutrino hoạt động như “hạt ma” vì chúng hầu như không có khối lượng và ít khi tương tác với vật chất. Vì vậy, neutrino từ Blazar này di chuyển trong hầu như một đường thẳng thẳng về phía Trái Đất, cho phép nguồn gốc của chúng được xác định.

Đây là lần đầu tiên Blazars được xác nhận là một nguồn neutrino. (Ảnh: University of Delaware)

Azadeh Keivani thuộc Đại học bang Penn nói:

“Chúng tôi đang bắt đầu hiểu được nguồn gốc và cơ chế nào có thể đẩy nhanh những hạt nhỏ bé này đến những nguồn năng lượng cao như vậy. Việc phát hiện ra các nguồn neutrino năng lượng cao có thể cho chúng ta biết nguồn gốc của các tia vũ trụ tạo ra chúng trong các tương tác hạt tại nguồn.”

Việc khám phá sóng hấp dẫn có nghĩa là chúng ta có thể nghiên cứu một số sự kiện cực đoan trong vũ trụ như sáp nhập các lỗ đen và các sao neutron mà không thể nhìn thấy bằng các kính thiên văn thông thường. Theo cách tương tự, neutrino năng lượng cao cho phép chúng ta thấy một mặt ẩn còn lại của vũ trụ. Điều này mở ra một loại thiên văn học đa thiên thể mới mà có thể cho chúng ta biết thêm về cách các thiên hà xa xôi hình thành và phát triển cũng như thăm dò một số quá trình diễn ra trong các hố đen siêu lớn.

Nhật Quang

Từ Khóa: