Bong bóng của Tinh vân Tiên nữ

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Các nhà thiên văn học Nga đã phát hiện ra các vùng tia gamma khổng lồ trong Tinh vân Tiên nữ, tương tự như "bong bóng Fermi" trong Thiên hà của chúng ta.

Năm 2010, khi phân tích dữ liệu do Kính viễn vọng Không gian Fermi (NASA) thu thập, các nhà thiên văn học tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian đã phát hiện ra các thành tạo khổng lồ phát ra tia gamma trong Thiên hà của chúng ta. Nhìn bề ngoài, chúng giống như hai bong bóng khổng lồ nằm ở hai bên mặt phẳng của đĩa Ngân hà, và được gọi là "bong bóng Fermi". Kích thước của mỗi bong bóng vào khoảng 25 nghìn năm ánh sáng (nhớ lại rằng đường kính của Dải Ngân hà là khoảng 100 nghìn năm ánh sáng), và tuổi ước tính từ 2,5 đến 4 triệu năm. Các bức tường của bong bóng phát ra trong phạm vi tia X.

Nguồn gốc của những sự hình thành này vẫn chưa được xác định rõ ràng, mặc dù một số giả thuyết đã được đưa ra. Các nhà vật lý thiên văn gọi một vụ nổ sao hay trận đại hồng thủy liên quan đến một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà, là sự tương tác của các tia vũ trụ với vật chất xung quanh đĩa khả kiến của thiên hà (quầng thiên hà) và từ trường của nó là những cơ chế có thể cho sự xuất hiện của Fermi bong bóng. Đặc biệt, các bong bóng có thể được tạo ra do sự va chạm của dòng plasma năng lượng cao từ lỗ đen (máy bay phản lực) với vật chất xung quanh thiên hà.

Sự tồn tại của bong bóng Fermi trong Thiên hà của chúng ta dẫn đến một giả thiết tự nhiên về sự tồn tại có thể có của các cấu trúc tương tự trong các thiên hà khác. Hơn nữa, điều này được chứng minh bằng một số quan sát trong các phạm vi khác. Mục tiêu rõ ràng cho cuộc tìm kiếm của họ là Tinh vân Tiên nữ (M31). Nó không chỉ là thiên hà lớn nhất trong nhóm địa phương và còn là thiên hà lớn gần Trái đất nhất, nó có hình dạng xoắn ốc giống như Dải Ngân hà.

Maxim Pshirkov và Konstantin Postnov từ Viện Thiên văn Nhà nước. Đại học Bang Sternberg Moscow cùng với Valery Vasiliev, đại diện cho Viện Thiên văn của Hiệp hội. Max Planck, sử dụng dữ liệu quan sát từ kính thiên văn Fermi trong suốt bảy năm tồn tại (nó được phóng vào năm 2008), họ đã tìm kiếm các vùng tia gamma xung quanh Tinh vân Tiên nữ và đi đến kết luận rằng một cấu trúc tương tự như "bong bóng Fermi "trong Thiên hà của chúng ta. Kích thước của nó cũng vào khoảng 21-25 nghìn ánh sáng, và độ sáng thậm chí còn cao hơn, điều này có thể dễ dàng giải thích là do sự hiện diện của một lỗ đen lớn hơn ở trung tâm của Tiên nữ. Phân tích các đặc điểm của cấu trúc và sự phát xạ của bong bóng, các nhà vật lý thiên văn đi đến kết luận rằng nguồn gốc của chúng không tương ứng với sự hủy diệt vật chất tối và sự tương tác của tia vũ trụ với vật chất. Rất có thể, hoạt động của lỗ đen siêu lớn trung tâm hoặc một vụ nổ hình thành sao là "nguyên nhân" cho sự hình thành của chúng. Các nhà thiên văn đã công bố kết quả nghiên cứu của họ trên tạp chí Oxford Monthly Notices của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.

Cần lưu ý rằng việc tìm kiếm bức xạ gamma từ các thành tạo như vậy là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn, vì nó bị che khuất bởi bức xạ gamma nền đến từ mọi hướng, phát sinh từ sự tương tác của các hạt tia vũ trụ với khí giữa các vì sao. Theo các ước tính hiện có, phát xạ từ vầng hào quang của Thiên hà của chúng ta chỉ bằng khoảng 10% của ngoài thiên hà. Do đó, việc tìm kiếm bong bóng trong các thiên hà khác đòi hỏi sự phát triển của các thuật toán toán học rất cẩn thận để xóa tín hiệu khỏi tiếng ồn xung quanh.

Ngoài ra, các nhà vật lý thiên văn đã gợi ý rằng bong bóng Fermi tồn tại trong tất cả các thiên hà xoắn ốc, nhưng những quan sát trong tương lai sẽ mang lại sự rõ ràng cuối cùng cho vấn đề này.