Giải mã nguồn gốc tín hiệu sóng vô tuyến bí ẩn từ vũ trụ

FRB đến từ nơi cách Trái Đất 6 tỷ năm ánh sáng.

Trái với suy đoán phổ biến, các xung sóng vô tuyến nhanh (Fast Radio Burst hay FRB) dường như không phải tín hiệu từ người ngoài hành tinh ở vũ trụ xa xôi. Chúng đến từ khu vực với độ nhiễm từ cao trong vũ trụ, có thể là nơi diễn ra vụ nổ siêu tân tinh gần đây hoặc có tinh vân tạo sao đang hoạt động.

FRB là những đợt bùng phát sóng vô tuyến trong thời gian cực ngắn. Chúng được phát hiện lần đầu tiên cách đây hơn một thập kỷ. Cho đến nay, thời gian, địa điểm và cách chúng hình thành hoàn toàn là một bí ẩn. FRB đến từ các hướng ngẫu nhiên trên bầu trời. Trong khi 16 trường hợp được ghi nhận, các nhà thiên văn học tin rằng có hàng nghìn sự kiện tương tự diễn ra hàng ngày.

Một nhóm các nhà khoa học quốc tế kiểm tra 650 giờ dữ liệu từ kính viễn vọng vô tuyến Green Bank (GBT) thuộc Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ và bắt gặp một tín hiệu FRB khác với những tín hiệu còn lại. Xung sóng vô tuyến đặc biệt này cung cấp "yếu tố phân cực" chưa từng thấy trước đây. Phát hiện được công bố trên tạp chí Nature hôm 2/12.

Xung sóng vô tuyến mới có ký hiệu FRB 110523. Các nhà nghiên cứu tìm thấy nó thông qua sử dụng phần mềm chuyên môn để kiểm tra các xung sóng. Thông thường, những tín hiệu cực ngắn bị nhòe khi đi qua vũ trụ. Hiện tượng này được gọi là "độ trễ tán xạ", được sử dụng để tính khoảng cách trong thiên văn học vô tuyến. Vật thể càng ở xa càng bị tán xạ mạnh. Theo nhóm nghiên cứu ước tính, FRB 110523 đến từ nơi cách Trái Đất 6 tỷ năm ánh sáng. Tuy nhiên, hiện tượng tán xạ cũng che khuất sự tồn tại của tín hiệu FRB khác trong vùng dữ liệu.

Hình minh họa FRB truyền đến Trái Đất.

Để khắc phục vấn đề này, phần mềm do các nhà thiên văn học phát triển cho phép họ giải quyết ảnh hưởng của hiện tượng tán xạ bằng cách khôi phục xung sóng về hình dạng ban đầu. Qua đó, họ phát hiện hơn 6.000 tín hiệu FRB tiềm năng khác, tất cả đều được nhóm nghiên cứu kiểm tra. FRB 110523 là tín hiệu duy nhất cung cấp thông tin về nguồn gốc của nó.

"Ẩn bên trong hệ dữ liệu khổng lồ, chúng tôi tìm thấy một tín hiệu vô cùng kỳ lạ, tương ứng với mọi đặc trưng đã biết về xung sóng vô tuyến nhanh, nhưng có yếu tốc phân cực mà chúng tôi chưa bao giờ thấy trước đây", Jeffrey Peterson, nhà nghiên cứu ở Trung tâm Vũ trụ học McWilliams thuộc Đại học Carnegie Mellon, Mỹ, cho biết. Phân cực là đặc tính của bức xạ điện từ và chỉ ra hướng sóng.

"Điều này cho chúng tôi biết về trường điện từ mà xung sóng đi qua để đến Trái Đất, mang tới gợi ý về môi trường của xung sóng. Nó cũng cung cấp thêm thông tin để các học giả nghiên cứu khi tìm cách giải thích về xung sóng. Hiện nay, chúng tôi biết năng lượng từ tín hiệu FRB này đi qua một vùng nhiễm từ dày đặc gần như ngay sau khi nó hình thành. Hiểu biết này giúp thu hẹp môi trường nguồn phát sinh và loại sự kiện dẫn đến xung sóng", nhà thiên văn học Kiyoshi Masui, giải thích.

Phát hiện có nghĩa FRB nhiều khả năng đến từ một dải ngân hà khác và nó đi qua hai vùng khí gas ion hóa khác biệt. Một vùng ở rất gần nguồn phát ra xung sóng (trong phạm vi 100.000 năm ánh sáng). Chỉ hai thứ có thể ảnh hưởng mạnh đến FRB là tinh vân bao quanh nguồn phát và môi trường ở trung tâm dải ngân hà.

Phương Hoa (theo vnexpress)