Thăm dò Einstein phát hiện vụ nổ bí ẩn của tia X từ vũ trụ đầu tiên

Vào ngày 15 tháng 3 năm 2024, một đài quan sát dựa trên không gian đã phát hiện các vụ nổ X năng lượng thấp từ sâu trong vũ trụ cổ đại, dao động trong độ sáng trong hơn 17 phút trước khi biến mất. Khoảng một giờ sau, các kính viễn vọng trên mặt đất nhặt được ánh sáng có thể nhìn thấy từ cùng một nguồn, truy tìm nó trở lại khi vũ trụ chỉ khoảng một tỷ năm tuổi.

Einstein Probe mới ra mắt đã phát hiện ra những vụ nổ xa với khả năng nâng cao những gì chúng ta biết về những năm đầu tiên của vũ trụ. Sử dụng kính viễn vọng tia X trường rộng của nó, tàu vũ trụ được phát hiện được gọi là tia X, hoặc năng lượng thấp, kéo dài trong một khoảng thời gian dài bất thường. Những sự kiện này được gọi là Transitent X-Ray nhanh (FXRT) và vụ nổ mới được phát hiện đã được chỉ định EP240315A.

Sau khi theo dõi vụ nổ ở bước sóng vô tuyến trong khoảng thời gian ba tháng, nhóm các nhà thiên văn học đằng sau phát hiện đã xác nhận rằng sản lượng năng lượng phù hợp với vụ nổ tia gamma có từ khi vũ trụ chỉ có 10 % trong độ tuổi hiện tại. Vì vậy, với tuổi ước tính của vũ trụ là 13,8 tỷ năm, vụ nổ xảy ra khi vũ trụ khoảng 1,38 tỷ năm tuổi.

Những kết quả này cho thấy một phần đáng kể của FXRT có thể được liên kết với (các vụ nổ tia gamma) và màn hình tia X nhạy cảm, như Einstein thăm dò có thể xác định chính xác chúng trong vũ trụ xa xôi, Roberto Roberto Ricci, một nhà nghiên cứu tại Đại học của Đại học Rome Tor Vergata, Ý, và một trong những tác giả đằng sau bài báo mới chi tiết về khám phá, cho biết trong một tuyên bố. Kết hợp sức mạnh của tia X và quan sát radio đưa cho chúng ta một cách mới để khám phá những vụ nổ cổ xưa này ngay cả khi không phát hiện tia gamma của họ.

EP240315A đánh dấu lần đầu tiên tia X mềm được phát hiện từ một vụ nổ cổ xưa kéo dài trong một thời gian dài như vậy. Các quan sát tiếp theo sử dụng kính viễn vọng Gemini-North ở Hawaii và kính viễn vọng rất lớn ở Chile có thể nhìn thấy ánh sáng nhìn thấy từ cùng một vị trí xác nhận vụ nổ đã đến từ khoảng 12,5 tỷ năm ánh sáng.

Các vụ nổ tia gamma là những tia sáng ngắn của ánh sáng năng lượng cao và những vụ nổ mạnh nhất trong vũ trụ, thường được kích hoạt bởi sự sụp đổ của các ngôi sao lớn hoặc sự hợp nhất của các ngôi sao neutron. Những vụ nổ đó cũng được biết đến để phát ra số lượng lớn tia X. Các tia X mềm được phát hiện gần đây đã được truy trở lại GRB 240315C, một vụ nổ tia gamma lần đầu tiên được phát hiện bởi kính viễn vọng cảnh báo nổ (BAT) trên Đài quan sát Swift Neil Gehrels của NASA, với dữ liệu bổ sung được cung cấp bởi nhạc cụ Konus trên tàu gió của NASA.

Mặc dù các vụ nổ tia gamma có liên quan đến tia X, nhưng thoáng qua tia X mới được phát hiện là một sự bất thường. Các tia X thường đi trước các tia gamma trong vài chục giây, nhưng EP240315A đã được nhìn thấy hơn sáu phút (372 giây) trước GRB 240315C. Một sự chậm trễ lâu dài chưa bao giờ được quan sát trước đây, ông Hui Hui Sun, một thành viên trong nhóm từ Trung tâm Khoa học thăm dò Einstein tại các quan sát thiên văn quốc gia, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc và đồng tác giả của nghiên cứu mới, cho biết trong một tuyên bố.

Bí ẩn đằng sau thời gian dài giữa các tia X và vụ nổ tia gamma, ngoài thời gian dài của chính tia X, là lý do để đặt câu hỏi liệu liệu các vụ nổ tia gamma có bùng nổ theo cách các nhà khoa học tin họ hay không.

Đầu dò Einstein, kính viễn vọng tia X được quản lý bởi Học viện Khoa học Trung Quốc, và được xây dựng với sự hợp tác của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Viện Vật lý ngoài trái đất Max Planck, được ra mắt vào ngày 9 tháng 1 năm 2024. Trong ánh sáng tia X trong các ống vuông trong lưới, có nghĩa là nó có thể quan sát 3.600 độ vuông (chỉ dưới một phần mười của quả cầu thiên thể) trong một lần bắn.

Ngay khi chúng tôi mở mắt cho Einstein thăm dò lên bầu trời, nó đã tìm thấy những hiện tượng mới thú vị, theo một tuyên bố của Esa Erik Kuulkers, nhà khoa học dự án thăm dò Einstein của ESA. Điều đó khá tốt và có nghĩa là có rất nhiều khám phá thú vị hơn sẽ đến.