Tiết lộ choáng váng về tia sáng mạnh mẽ nhất vũ trụ

Khi những vụ nổ vũ trụ dữ dội này xảy ra, chúng hoạt động như những ngọn hải đăng vũ trụ, giải phóng những chùm ánh sáng rực rỡ nhất trong vũ trụ, cùng với một trận lụt neutrino-là những hạt từ giống như ma, âm thầm lướt qua vũ trụ mà gần như không bị phát hiện.

Và một nghiên cứu mới cho thấy, những vụ phun trào này là tin xấu bởi nó có thể gửi những tia chết người ở một góc rộng hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.

Trong nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học đã xác định được hai loại vụ nổ tia gamma thiên thể (gọi tắt là GRBs): những vụ nổ dài kéo dài hơn 2 giây (tối đa vài phút) và những vụ nổ ngắn kéo dài dưới 2 giây.

Nguồn ảnh: Scientific American.

Chúng tôi không chắc chắn chính xác nguyên nhân gây ra GRB ngoài vũ trụ, nhưng người ta nghĩ rằng, những vụ nổ dài được tạo ra khi những ngôi sao lớn nhất trong vũ trụ của chúng ta chết trong vụ nổ siêu tân tinh, để lại những ngôi sao neutron hoặc lỗ đen. Một cái chết thảm khốc như thế sẽ giải phóng một lượng năng lượng khổng lồ trong nháy mắt.

Mặt khác, vụ nổ GRB ngắn được cho là bắt nguồn từ một cơ chế hoàn toàn khác: sự hợp nhất của hai ngôi sao neutron. Dù không mạnh bằng vụ  nổ GRB dài, nhưng chúng cũng đủ sức công phá để tạo ra tia sáng gamma.

Trong nghiên cứu mới, hai nhà vật lý thiên văn đã khám phá chi tiết về các hệ thống này sau sự kiện va chạm. Các nhà nghiên cứu đã chú ý đến hành vi của những đám mây khí khổng lồ khi chúng bị giẫm đạp bởi các dòng phản lực.

Đôi khi, những đám mây khí này va chạm vào nhau, tạo thành sóng xung kích có thể tăng tốc và cung cấp năng lượng cho các tập hợp bức xạ và hạt năng lượng cao được gọi là tia vũ trụ.

Những tia này được tạo thành từ các proton và các hạt nhân nặng khác, có đủ năng lượng để tăng tốc đến gần tốc độ ánh sáng, do đó chúng có thể tạm thời hợp nhất để tạo ra các tổ hợp hạt lạ và hiếm như pion.

Các tổ hợp chất này sau đó nhanh chóng phân rã thành mưa rào neutrino- là các hạt nhỏ tràn ngập vũ trụ nhưng hầu như không bao giờ tương tác với các vật chất khác. Bản thân neutrino là một dấu hiệu cho thấy các phản ứng hạt nhân cực đoan, chết người đang diễn ra âm thầm trong không gian.