Kính viễn vọng không gian theo dõi sự kiện cách chúng ta 1 tỷ năm ánh sáng đã làm sáng tỏ sự hình thành các nguyên tố hiếm.
Các nhà thiên văn đã chứng kiến sự hình thành các nguyên tố nặng hiếm sau vụ va chạm mãnh liệt giữa hai ngôi sao neutron bị đẩy ra khỏi thiên hà của chúng, cách chúng ta khoảng 1 tỷ năm ánh sáng.
Vụ nổ thảm khốc đã phóng ra một loạt tia gamma sáng hơn 1 triệu lần so với Dải Ngân hà và thổi vào không gian những vật chất tạo thành nguyên tố hiếm Tellurium và các nguyên tố khác là Actinide và lanthanides. Các nguyên tố phổ biến hơn là iốt và thori cũng được cho là sinh ra trong sự kiện này.
Đây là lần đầu một vụ nổ kilonova được quan sát bằng kính viễn vọng không gian James Webb, cho phép các nhà thiên văn học xác định những nguyên tố sinh ra trong vụ va chạm bằng dấu hiệu hồng ngoại của chúng.
Tuy nhiều nguyên tố được sinh ra do sự hợp nhất của các nguyên tố nhẹ hơn trong lõi của các sao, hoặc trong các vụ nổ sao, một số nguyên tố nặng hơn được sinh ra trong môi trường giàu năng lượng khi các ngôi sao neutron va vào nhau.
“Đây là lần đầu chúng ta có bằng chứng cho thấy những loại nguyên tố cụ thể này hình thành trong các vụ va chạm. Đã 150 năm trôi qua kể từ chúng ta có bảng tuần hoàn, và chúng ta vẫn không biết nhiều nguyên tố tới từ đâu. Một trong những điều chúng tôi đang cố gắng làm là lấp đầy những khoảng trống ấy”, Giáo sư vật lý thiên văn Andrew Levan tại Đại học Radboud ở Hà Lan, nói.
Các ngôi sao neutron là những thiên thể cực kỳ đặc, có thể khổng lồ như Mặt trời nhưng cũng có thể nhỏ như một thành phố. Các nhà thiên văn học đã được cảnh báo về khả năng xảy ra vụ va chạm giữa các sao neutron từ tháng Ba, khi họ phát hiện một vụ nổ tia gamma dữ dội từ sâu trong vũ trụ, vụ nổ sáng thứ nhì được ghi nhận trong 50 năm qua.
Dựa vào một loạt các thiết bị dò và kính viễn vọng trên Trái đất và ngoài vũ trụ, các nhà nghiên cứu trước tiên xác định được nguồn của vụ nổ bức xạ kéo dài 200 giây, rồi huấn luyện kính viễn vọng không gian James Webb về những gì xảy ra sau đó.
Qua vài ngày, ánh sáng từ vụ va chạm chuyển từ màu xanh dương sang đỏ, một đặc trưng của vụ nổ kilonova. Các ngôi sao neutron dường như đã bị đẩy khỏi một thiên hà sáng ở gần đó, trước khi sáp nhập vào nhau cách chúng ta 120 nghìn năm ánh sáng - tương đương bề rộng của Dải Ngân hà - vài trăm triệu năm sau.
Nhiều khả năng vụ va chạm đã tạo ra một hố đen mới, nhưng trong vụ sáp nhập này, phần lớn khối lượng của sao neutron cùng các vật chất khác bị đẩy vào không gian. Chúng tạo ra các nguyên tố nặng hơn thông qua quá trình bắt giữ neutron nhanh. Những hạt nhân nguyên tử bị bắn phá bằng neutron có thể trở nên không ổn định và trải qua quá trình phân rã phóng xạ, biến chúng thành các nguyên tố nặng hơn.
Vụ nổ kilonova cực kì hiếm khi xảy ra; các nhà khoa học chỉ chứng kiến một sự kiện khác như vậy với đủ chi tiết để phỏng đoán các nguyên tố có khả năng được tạo ra trong vụ nổ. Trong khi các nguyên tố như sắt và nikel được tạo ra trong các ngôi sao phát nổ, hay vụ nổ siêu tân tinh, thì những vụ va chạm giữa sao neutron dữ dội hơn dường như đủ sức tạo ra các nguyên tố nặng hơn.
Công trình này được đăng trên tạp chí Nature.
Nguồn: