Những Ngôi Sao Chết Không Chịu Lụi Tàn: Chandra Tiết Lộ Một Thiên Hà Đầy Những Tàn Dư Siêu Tân Tinh Đang 'Nhấp Nháy'

Con số 11 trên tổng số 22 chính là điều khiến phát hiện này mang tính đột phá. Đây không còn là câu chuyện về một kẻ nổi loạn duy nhất, mà là một hành vi tập thể, buộc giới khoa học phải đặt câu hỏi về mô hình tiến hóa tiêu chuẩn của tàn dư sao .

Điều gì khiến những 'xác chết' vũ trụ này vẫn không ngừng 'cựa quậy'?

Nhóm nghiên cứu đã xác định được hai cơ chế tiềm năng hàng đầu, có thể diễn ra đồng thời, để giải thích cho sự nhấp nháy tia X thất thường này .

1. Ngôi sao đồng hành 'kẻ sống sót'

Lời giải thích được ưa chuộng nhất là rất nhiều tàn dư này tồn tại trong một hệ sao đôi. Hầu hết các sao khối lượng lớn đều không đơn độc. Khi ngôi sao lớn hơn phát nổ thành siêu tân tinh, nó để lại một lỗ đen hoặc sao neutron. Nếu ngôi sao đồng hành đủ may mắn sống sót sau thảm họa, nó có thể bị khóa trong một quỹ đạo cực kỳ gần với thiên thể mới hình thành. Lực hấp dẫn khủng khiếp từ lỗ đen hoặc sao neutron sẽ bắt đầu kéo vật chất từ bề mặt của ngôi sao đồng hành. Quá trình 'hút máu' vũ trụ này, được gọi là bồi tụ (accretion), nung nóng dòng khí đang rơi vào lên tới hàng triệu độ C, tạo ra bức xạ tia X mạnh mẽ và biến thiên liên tục tùy thuộc vào lượng vật chất bị hút vào .

2. 'Tái chế' vũ trụ: Bồi tụ từ vật chất rơi trở lại

Một kịch bản thay thế thì 'lật ngược vấn đề'. Thay vì cướp khí từ sao đồng hành, vật thể siêu đặc ở trung tâm có thể đang 'tái chế' chính những mảnh vỡ của bản thân nó. Nhà thiên văn học Roy Kilgard, đồng tác giả nghiên cứu, mô tả khả năng này giống như việc 'các mảnh vụn từ vụ nổ rơi trở lại vào chính thiên thể mà siêu tân tinh đã tạo ra' . Cơ chế 'bồi tụ từ vật chất rơi trở lại' (fallback accretion) này cũng có thể tạo ra sự sáng lên và mờ đi quan sát được khi vật chất bị lỗ đen hoặc sao neutron bắt giữ lại và nung nóng.

Trong số 22 tàn dư được nghiên cứu, ít nhất có một trường hợp ngoại lệ được giải thích đơn giản hơn. Đó là tàn dư SN 1957D, được quan sát lần đầu từ gần 70 năm trước. Sự bừng sáng trong tia X của nó nhiều khả năng là do các luồng vật chất tốc độ cao từ vụ nổ va chạm dữ dội với môi trường liên sao xung quanh, biến động năng thành nhiệt năng khổng lồ .

Hiện tượng biến thiên kéo dài này dường như không phải là đặc sản của riêng M83. Những quan sát ban đầu theo dõi Thiên hà Xoáy Nước (M51) cũng đã tiết lộ một quần thể tàn dư biến đổi tương tự, gợi ý rằng hành vi 'sống dậy' này có thể là một đặc điểm phổ biến, nhưng bị bỏ qua từ lâu, của các thiên hà đang hình thành sao .

Quả pháo mới ngay gần lỗ đen 'quái vật' của Dải Ngân Hà

Trong một cuộc điều tra riêng biệt, một nhóm các nhà thiên văn đã cùng lúc hướng cả Chandra và vệ tinh XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) vào khu vực trung tâm hỗn loạn của chính thiên hà chúng ta. Mục tiêu của họ là Sagittarius C (Sgr C), một vùng hình thành sao dày đặc nằm cách Trái Đất chỉ 26.000 năm ánh sáng, một vị trí cực kỳ gần 'quái vật' trung tâm - lỗ đen siêu khối lượng Sagittarius A* .

Bên trong Sgr C, họ đã xác định được một 'đốm sáng' (blob) tia X riêng biệt, nép mình trong một 'bong bóng' hydro bị ion hóa khổng lồ bao quanh một ngôi sao trẻ và khổng lồ . Nếu được xác nhận là một tàn dư siêu tân tinh, đây sẽ là một trong những vật thể như vậy gần lỗ đen trung tâm Dải Ngân Hà nhất từng được tìm thấy . Dữ liệu cho thấy vật chất sao bị đẩy ra đang giãn nở với vận tốc gần 3,2 triệu km/h và vụ nổ ban đầu chỉ mới diễn ra cách đây khoảng 1.700 năm .

Phát hiện mang tính đột phá này có được nhờ sự kết hợp giữa tầm nhìn tia X độ phân giải cao của Chandra và XMM-Newton, dữ liệu vô tuyến bổ trợ từ hệ thống kính thiên văn MeerKAT tại Nam Phi cùng dữ liệu quang học từ cuộc khảo sát Pan-STARRS . Phát hiện này không chỉ là một cột mốc mới trong việc giải mã trung tâm bí ẩn của Dải Ngân Hà, mà còn mở ra cánh cửa cơ hội hiếm có để nghiên cứu vòng đời của các ngôi sao trong môi trường khắc nghiệt bậc nhất vũ trụ.

Bầu trời không bao giờ tĩnh lặng

Từ những tàn dù sao đã 'chết' vẫn không ngừng nhấp nháy ở M83 cho đến 'đốm sáng ma quái' vừa lộ diện ở trung tâm Dải Ngân Hà, những phát hiện mới này nhắc nhở chúng ta rằng vũ trụ không hề tĩnh lặng như ta tưởng. Ngay cả những xác chết sao tưởng chừng đã an nghỉ cũng có thể bừng sáng trở lại, liên tục thách thức và làm giàu thêm kho tàng tri thức của nhân loại.