Chớp sóng vô tuyến gần trái đất nhất

Các nhà thiên văn học lần đầu phát hiện ra chớp sóng vô tuyến (FRB) này, được gọi là FRB20180916B, vào năm 2018, hơn một thập kỷ sau khi FRB lần đầu được phát hiện.

Dù một số chớp sóng vô tuyến là những lần nhấp nháy riêng lẻ trong đêm nhưng có những chớp sóng vô tuyến có chu kỳ lặp lại nhịp nhàng và FRB20180916B thuộc nhóm này.

Chớp sóng vô tuyến đặc biệt này bùng phát trong 4 ngày sau đó rơi vào tĩnh lặng trong 12 ngày. Đây cũng là FRB gần nhất mà các nhà thiên văn học phát hiện được cho tới hiện nay, chỉ cách trái đất 500 triệu năm ánh sáng.

Những yếu tố kể trên khiến FRB20180916B trở thành chớp sóng vô tuyến đặc biệt hấp dẫn cho nghiên cứu. Và mới đây nhất, 2 nhóm nghiên cứu đã tìm hiểu về FRB này.

Một nhóm nghiên cứu sử dụng hàng chục phát hiện từ mạng lưới kính thiên văn vô tuyến Mảng tần số thấp (LOFAR) ở Châu Âu và kính thiên văn vô tuyến Thí nghiệm lập bản đồ cường độ hydro của Canada (CHIME), để kiểm tra dải bước sóng của sóng vô tuyến do FRB tạo ra. Các nhà nghiên cứu có thể thu nhận phát xạ từ FRB20180916B bằng LOFAR dài hơn 3 lần so với phát xạ được quan sát trước đó từ FRB này.

"Điều này cho chúng ta biết rằng khu vực xung quanh nguồn phát xạ phải trong suốt với phát xạ tần số thấp, trong khi một số lý thuyết cho rằng tất cả phát xạ tần số thấp sẽ bị hấp thụ ngay lập tức và không bao giờ có thể được phát hiện" - Ziggy Pleunis, nhà vật lý tại Đại học McGill, Canada và tác giả chính của một trong 2 nghiên cứu mới, cho biết.

Ngoài ra, các bước sóng dài đặc biệt này của FRB mất nhiều thời gian hơn để vượt qua khoảng cách rộng lớn từ nguồn của FRB đến các máy dò của trái đất. Với mỗi đợt chớp sáng, LOFAR phát hiện ra các sóng vô tuyến dài hơn khoảng 3 ngày sau khi CHIME phát hiện các sóng vô tuyến ngắn hơn.

Nhà vật lý Daniele Michilli - đồng tác giả của nghiên cứu - cho hay: "Sự chậm trễ có hệ thống này loại bỏ những lời giải thích cho hoạt động chu kỳ trong đó không cho phép sự phụ thuộc vào tần số và do đó đưa chúng ta thêm vài bước gần hơn để hiểu được nguồn gốc của những chớp sóng bí ẩn này".

Thu hẹp phạm vi lý thuyết về tín hiệu bí ẩn từ vũ trụ

Nghiên cứu thứ 2 về chớp sóng vô tuyến dựa trên các quan sát do Mạng giao thoa vô tuyến đường cơ sở rất dài Châu Âu (European Very-long-baseline Interferometery Network) thu thập. Nghiên cứu sử dụng một đặc tính của ánh sáng được gọi là phân cực được mã hóa trong 4 lần chớp của FRB để nghiên cứu ánh sáng trong mỗi lần thay đổi như thế nào theo thời gian.

Nghiên cứu trước đây phát hiện ra mỗi rung động của FRB thay đổi ở mức 30 micro giây hoặc một phần triệu giây. Nhưng nghiên cứu mới này cho thấy, ít nhất với FRB20180916B, một số đặc tính của tín hiệu chỉ kéo dài vài micro giây, ngay cả khi các đặc tính khác diễn ra theo thang thời gian dài hơn.

Các nhà khoa học hy vọng tất cả những quan sát mới này có thể giúp thu hẹp phạm vi lý thuyết về nguyên nhân tạo ra chớp sóng vô tuyến.

Đặc biệt, các nhà nghiên cứu trong nghiên cứu đầu tiên đề xuất rằng, nghiên cứu của họ chỉ ra một kịch bản trong đó một xác sao siêu trọng từ tính được gọi là sao từ đang tương tác với một ngôi sao đồng hành lớn có khối lượng ít nhất gấp 10 lần mặt trời.

Trong kịch bản này, chớp sóng vô tuyến được tạo ra khi dòng các hạt tích điện di chuyển khỏi các mỏm của ngôi sao đồng hành qua khu vực từ tính được điều chỉnh quanh sao từ.

Lý thuyết này có đúng không phụ thuộc vào các quan sát trong tương lai về chớp sóng vô tuyến FRB20180916B.

Hai nghiên cứu về tín hiệu bí ẩn từ vũ trụ này được đăng trên tạp chí Nature Astronomy và Astrophysical Journal Letters.