Bí ẩn neutrino kéo dài nhiều thập kỷ
Đối tượng quan sát là PKS 1424+240, blazar được xác định là nguồn neutrino sáng nhất từng được biết đến. Trước đây, Đài quan sát Neutrino IceCube từng phát hiện nó phát ra lượng neutrino năng lượng cực cao, đồng thời phát sáng mạnh với các tia gamma được kính thiên văn Cherenkov trên mặt đất ghi nhận.
Tuy nhiên, nghịch lý nằm ở chỗ: luồng phản lực vô tuyến của PKS 1424+240 lại di chuyển quá chậm, mâu thuẫn với giả thuyết lâu nay rằng chỉ các luồng tốc độ cao mới có thể tạo ra bức xạ mạnh đến vậy.
Nhìn vào bên trong nón tia plasma của blazar PKS 1424+240 bằng kính viễn vọng vô tuyến của Mảng Đường cơ sở Rất dài (VLBA). Nguồn: NSF/AUI/NRAO/B. Saxton/YY Kovalev và cộng sự.
Sau 15 năm quan sát liên tục bằng Mảng đường cơ sở rất dài (VLBA), các nhà khoa học đã tái tạo hình ảnh chi tiết nhất từ trước tới nay về luồng phản lực của blazar này. Kết quả cho thấy cấu trúc từ trường hình xuyến gần như hoàn hảo, hoạt động như một chiếc lò xo xoắn, đẩy các hạt lên mức năng lượng cực đại - giải thích cho cả neutrino năng lượng cao lẫn tia gamma bùng phát từ nguồn này.
“Khi chúng tôi tái tạo hình ảnh, nó thực sự khiến tất cả sững sờ. Chúng tôi chưa bao giờ thấy thứ gì giống như vậy - một từ trường hình xuyến gần như hoàn hảo với một luồng tia hướng thẳng về phía chúng ta,” nhà nghiên cứu Yuri Kovalev, tác giả chính của công trình và Trưởng dự án MuSES tại Viện Thiên văn Vô tuyến Max Planck (MPIfR), cho biết.
Theo giải thích của nhóm nghiên cứu, do luồng phản lực hướng gần như trực diện về phía Trái Đất, ánh sáng của nó được khuếch đại mạnh nhờ hiệu ứng tương đối tính. “Sự thẳng hàng này khiến độ sáng tăng gấp 30 lần hoặc hơn. Đồng thời, luồng tia lại trông như đang di chuyển chậm - một ảo ảnh quang học kinh điển.” đồng tác giả Jack Livingston (MPIfR) cho biết.
“Mắt Sauron” - một hình ảnh ấn tượng về luồng plasma trong blazar PKS 1424+240, nhìn trực diện. Luồng plasma này được bao quanh bởi một từ trường hình xuyến gần như hoàn hảo (hình ảnh màu cam). Nhờ thuyết tương đối hẹp, các tia gamma và neutrino năng lượng cao được chiếu mạnh về phía Trái Đất, mặc dù luồng plasma này trông có vẻ di chuyển chậm từ góc nhìn của chúng ta. Nguồn: YY Kovalev và cộng sự.
Điều này mang lại cơ hội cực kỳ hiếm hoi: các nhà khoa học có thể “nhìn thẳng vào trái tim của blazar”, quan sát trực tiếp cấu trúc từ trường ở lõi nơi luồng plasma hình thành và được gia tốc.
Câu trả lời cho một bí ẩn vũ trụ
Các tín hiệu vô tuyến phân cực thu được đã giúp nhóm nghiên cứu lập bản đồ từ trường, hé lộ cấu trúc xoắn ốc giữ vai trò quan trọng trong việc khởi động và duy trì luồng plasma. Nhờ đó, giới khoa học có thể lần đầu tiên xác nhận rằng các hạt nhân thiên hà hoạt động với lỗ đen siêu khối lượng không chỉ gia tốc electron mà còn cả proton - nguồn gốc của neutrino năng lượng cao từng gây tranh cãi.
“Việc giải quyết câu đố này xác nhận rằng các hạt nhân thiên hà hoạt động chính là những máy gia tốc vũ trụ mạnh mẽ nhất, có thể tạo ra cả electron và proton ở mức năng lượng vượt xa khả năng của các máy gia tốc nhân tạo trên Trái Đất,” Kovalev nhấn mạnh.
Khám phá lần này cũng đánh dấu một thắng lợi quan trọng cho chương trình MOJAVE, nỗ lực kéo dài hàng thập kỷ nhằm theo dõi các luồng phản lực từ lỗ đen bằng VLBA. Nhờ kỹ thuật Giao thoa Đường Cơ sở Rất Dài (VLBI) - kết nối các kính thiên văn vô tuyến trên toàn cầu để tạo thành “kính thiên văn ảo” có kích thước tương đương Trái Đất - nhóm nghiên cứu đã đạt được độ phân giải cao chưa từng có trong thiên văn học.
Giáo sư Anton Zensus, Giám đốc MPIfR và đồng sáng lập MOJAVE, chia sẻ: “Khi khởi động dự án, việc chứng minh mối liên hệ trực tiếp giữa các luồng phản lực từ lỗ đen xa xôi và neutrino vũ trụ nghe giống khoa học viễn tưởng. Giờ đây, nhờ các quan sát này, điều đó đã trở thành hiện thực.”
Phát hiện này củng cố mối liên hệ giữa từ trường xoắn ốc, tia phản lực tương đối tính, neutrino năng lượng cao và tia gamma, đồng thời đánh dấu một cột mốc trong thiên văn học đa sứ giả - nơi nhiều loại tín hiệu vũ trụ khác nhau (ánh sáng, neutrino, sóng hấp dẫn) được kết hợp để giải mã những hiện tượng cực đoan nhất trong vũ trụ.
Nguồn: https://doanhnghiepvn.vn/cong-nghe/chup-duoc-hinh-anh-con-mat-cua-sauron-chieu-thang-ve-trai-dat/20250821040221998
Bình luận (0)