Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một "bàn tay ma khổng lồ" dài 150 năm ánh sáng

15/09/2021 - Lượt xem: 324

Đài quan sát tia X Chandra của NASA đã chụp được ảnh của "Bàn tay ma" - một tinh vân hình lòng bàn tay khổng lồ trải dài sâu trong không gian.

Các ngôi sao trong vũ trụ được hình thành bởi các tinh vân. Khi giai đoạn chuỗi chính của ngôi sao kết thúc, phần lớn vật chất của nó vẫn sẽ chuyển thành tinh vân.

Mới đây, Đài quan sát tia X Chandra của NASA đã chụp được ảnh của một "Bàn tay ma " - một tinh vân hình lòng bàn tay khổng lồ trải dài sâu trong không gian. Tinh vân này rất giống bàn tay người, bao gồm cả cổ tay, lòng bàn tay và ngón tay, trong đó đầu ngón tay chạm vào một đám mây đỏ trên tinh vân có hình dạng như một bức tường khí.

Phải nói rằng quy mô của "bàn tay ma" này rất lớn, chiều dài của nó đã lên tới 150 năm ánh sáng và chiều rộng hơn 50 năm ánh sáng. Nếu đặt hệ mặt trời của chúng ta vào đó thì nó chỉ trông giống như một đốm trắng.

Trên thực tế, "bàn tay ma" này là vật chất phóng ra năng lượng của ngôi sao mang số hiệu PSR B1509-58. Đám mây khí này được hình thành sau vụ nổ siêu tân tinh. Khi ngôi sao lớn đi vào cuối giai đoạn dãy chính, thể tích của nó sẽ nở ra. Bởi vậy nó lớn gấp 100 triệu đến 10 tỷ lần thể tích ban đầu. Sự thay đổi nhanh chóng khiến ngôi sao xuất hiện hiện tượng siêu tân tinh.

Nếu một ngôi sao neutron được hình thành bên trong, thì một lượng lớn vật chất sẽ va vào ngôi sao neutron và phóng ra, lực nổ khổng lồ sẽ ném một lượng lớn vật chất ra xung quanh. Cuối cùng hầu hết những vật chất này sẽ tạo thành một tinh vân, và ở bên trong của ngôi sao ban đầu, một lượng lớn vật chất sẽ hình thành các ngôi sao neutron.

Siêu tân tinh là một sự kiện thiên văn học biến đổi tức thời xảy ra trong giai đoạn cuối của quá trình tiến hóa sao ở các sao khối lượng lớn, trong đó một vụ nổ khổng lồ cuối cùng đánh dấu sự hủy diệt của sao. Sự kiện bất thình lình này tạo ra một ngôi sao sáng "mới", trước khi dần phai mờ trong vòng vài tuần đến vài tháng.

Ngoài ra còn có một ngôi sao neutron ở giữa đám mây khí RCW 89, được đánh số MSH15-52. Nó cách Trái Đất khoảng 17.000 năm ánh sáng. Các nhà nghiên cứu tin rằng ánh sáng do vụ nổ siêu tân tinh tạo ra đã đến Trái Đất khoảng 1.700 năm trước đây. Lúc đó Trung Quốc đang trong "Cuộc nổi dậy của tám vị vua" của nhà Tấn - năm 300 sau Công nguyên, năm Vĩnh Khang đầu tiên của triều đại Tây Tấn. "Tấn thư" của Trung Quốc cũng ghi lại rằng "phương nam xuất hiện một ngôi sao quỷ". Nếu cái gọi là "sao quỷ" này không phải là một sao chổi thì rất có thể nó chính là ngôi sao neutron mang số hiệu MSH15-52 vừa lóe lên vào thời điểm vụ nổ siêu tân tinh xảy ra.

Ngôi sao neutron này cách Trái Đất của chúng ta 17.000 năm ánh sáng và ánh sáng của nó đã được truyền tới Trái Đất cách đây 1.700 năm, vì vậy khoảng 18.700 năm đã trôi qua kể từ thời điểm xảy ra vụ nổ siêu tân tinh của ngôi sao neutron này, nhưng đối với các ngôi sao trong vũ trụ, khoảng thời gian này không dài, vì vậy nó vẫn được coi là một siêu tân tinh trẻ trong Dải Ngân hà.

Kính thiên văn của Đài quan sát tia X Chandra phát hiện ra rằng ngôi sao neutron này vẫn đang quay nhanh và liên tục phát ra các xung điện từ ra bên ngoài. Do đó, nó cũng được coi là một sao xung. Tinh vân nơi nó tọa lạc được Chandra phát hiện lần đầu tiên vào tháng 4 năm 2009. Nhưng những bức ảnh mới nhất cho thấy sóng nổ siêu tân tinh ở vị trí "đầu ngón tay" của nó đang di chuyển với tốc độ khoảng 14,5 triệu km/h, trong khi vật chất gần lòng bàn tay di chuyển nhanh hơn, vượt 17,7 triệu km/h giờ, tốc độ gần 5.000 km một giây, cũng có thể nói rằng "lòng bàn tay ma" này vẫn đang vươn ra phía ngoài với tốc độ 5.000 km một giây.

Điều này cho thấy tinh vân này vẫn đang mở rộng nhanh chóng, ở thời điểm ban đầu, tinh vân khí gây ra bởi vụ nổ siêu tân tinh này có thể đã mở rộng với tốc độ hơn 48,3 triệu km/h và tốc độ hơn 13.400 km/giây, tức là gấp ba lần tốc độ hiện tại của nó. Sự giãn nở chậm lại của tinh vân cũng cho thấy rằng tinh vân này đã gặp phải trở ngại trong quá trình giãn nở. Các nhà khoa học cho rằng chướng ngại vật này có thể là một khoang khí có mật độ thấp.

Các nghiên cứu lý thuyết chỉ ra rằng hầu hết siêu tân tinh được khởi phát từ một trong hai cơ chế cơ bản: việc phản ứng tổng hợp hạt nhân bất thình lình hoạt động trở lại ở một sao thoái hóa hoặc lõi của ngôi sao khối lượng lớn bất ngờ suy sụp hấp dẫn. Ở cơ chế đầu tiên, một sao lùn trắng thoái hóa tích tụ vật chất từ một sao đồng hành, hoặc là thông qua sự bồi tụ vật chất hoặc sáp nhập với sao lùn trắng đồng hành, đến một lúc quá trình này khiến cho nhiệt độ lõi sao tăng lên tới giới hạn kích hoạt phản ứng tổng hợp hạt nhân mất kiểm soát, làm cho phá hủy hoàn toàn ngôi sao.

Ở trường hợp thứ hai, dưới tác động của lực hấp dẫn từ chính sao có khối lượng lớn, vật chất sụp đổ về lõi sao, kết hợp với bức xạ neutrino và chuyển động hỗn loạn từ vùng lõi, dẫn đến giải phóng thế năng hấp dẫn cùng sóng xung kích mở rộng ngược ra ngoài, trở thành vụ nổ siêu tân tinh. Trong khi thực tế các siêu tân tinh xảy ra có mức độ phức tạp hơn so với hai mô hình lý thuyết này, cơ chế giải thích vụ nổ đã được thiết lập vững chắc và được phần lớn các nhà thiên văn học chấp thuận.
Nguồn: Genk