Blazar – họ hàng mới vật thể ngoài thiên hà

Blazar là một thiên hà có lõi trung tâm cực sáng chứa một lỗ đen siêu khối, giống hệt như một quasar. Sự khác biệt là một blazar có thể phát xạ ánh sáng với những tia gamma năng lượng cực cao thỉnh thoảng giàu năng lượng gấp một trăm triệu lần những tia X năng lượng cao nhất mà Đài thiên văn tia X Chandra nghiên cứu. Sự phát xạ toàn phần của một blazar còn biến thiên kịch tính theo thời gian và toàn bộ những blazar đã biết đều sáng ở những bước sóng vô tuyến.

Ảnh minh họa một blazar. (Ảnh: NASA-JPL)

Các nhà thiên văn nghi ngờ rằng hành trạng kì lạ của blazar là do khi vật chất rơi lên vùng phụ cận của lỗ đen đồ sộ, phun thành những chùm hẹp, mạnh gồm những hạt tích điện vận tốc cao. Phổ phát xạ tia X và tia gamma cường độ mạnh mà chúng ta thấy, và phổ phát xạ vô tuyến mạnh và khả năng biến thiên nữa, được cho là vì chúng ta tình cờ nhìn thẳng xuống cổ họng của dòng vật chất đó. Ở đa số những thiên hà khác, bức xạ hồng ngoại có xuất xứ do bụi bị nóng lên bởi sự hình thành sao hoặc bức xạ tử ngoại đến từ vùng phụ cận của lỗ đen đồ sộ, chứ không phải một dòng vật chất blazar.

Các nhà thiên văn Allesandro Paggi, Raffaele D'Abrusco, Josh Grindlay, và Howard Smith, cũng những đồng sự khác của họ, mới vừa công bố một phương pháp mới tìm kiếm và nghiên cứu các blazar. Họ phát hiện thấy màu sắc hồng ngoại của các blazar, khi đo bởi vệ tinh WISE của NASA, bất thường đến mức những vật thể có màu sắc này rất có khả năng là những blazar. 97% các blazar đã biết dễ dàng được tìm ra từ hàng nghìn nguồn sáng WISE khác bởi màu sắc hồng ngoại của chúng.

Có khoảng 1873 nguồn phát tia gamma đã biết. Tuy nhiên, có khoảng một phần ba trong số chúng khá bí ẩn, bởi vì vị trí không gian rất không chính xác của chúng không cho phép chúng ở cùng với thiên hà nhất định có thể nghiên cứu với kính thiên văn quang học. Các nhà thiên văn phát hiện thấy khoảng một nửa số nguồn phát tia gamma chưa biết có thể nhận dạng là những blazar phát xạ hồng ngoại, với các tọa độ WISE cho phép những quan sát chi tiết sau đó.

Một nguồn phát tia gamma chưa nhận dạng mới đây đã bùng lên cơn phát xạ, khiến đội nghiên cứu đã khảo sát xem cũng có đối tượng màu sắc hồng ngoại giống blazar phù hợp với vị trí của nó hay không. Trong một bài báo mới đăng trên tạp chí Astrophysical Journal Letters số ra tuần này, các nhà thiên văn đã công bố một kết quả. Tuy nhiên, cái bí ẩn là đối tượng đó không phải là một blazar đã biết, nó không có phát xạ vô tuyến, nó không biến thiên, và mặc dù nó là một vật phát xạ tia X nhưng phần còn lại của phổ năng lượng rộng của nó không giống như đa số các blazar. Có khả năng một thiên hà lân cận mới thật sự là nguồn phát tia gamma, nhưng toàn bộ những lời giải thích khác đều không tương xứng. Nếu nguồn WISE đó thật sự là một đối tượng phát tia gamma, thì sự thiếu phát xạ vô tuyến của nó có nghĩa là nó là một loại vật thể mới ngoài thiên hà. Nếu nó không phải là đối tượng đó, thì sự thiếu phát xạ vô tuyến của nó vẫn là một bí ẩn blazar. Cần có thêm nghiên cứu để vén màn bí ẩn này, nhưng công trình nghiên cứu trên cho thấy những khả năng mạnh của sự nghiên cứu đa bước sóng.

123physics (thuvienvatly.com)
Nguồn: Smithsonian