Những tia gamma vũ trụ với năng lượng cao đến 450 TeV (1012 eV) vừa được quan sát thấy bởi đài thiên văn ASgamma ở Tây Tạng – cơ sở nghiên cứu được điều hành chung bởi Trung Quốc và Nhật Bản. Kết quả này phá kỉ lục trước đây là 75 TeV được lập bởi cơ sở nghiên cứu Thiên văn học Tia Gamma Năng lượng Cao trên quần đảo Canary.
ASgamma phát hiện 24 tia gamma với năng lượng trong mức 100-450 TeV. Các hạt có vẻ đến từ Tinh vân Con Cua, một tàn dư siêu tân tinh ở xa 6.000 năm ánh sáng. Đó là quê hương của một pulsar – một sao neutron đang quay nhanh phát ra một chùm mạnh bức xạ điện từ.
Các nhà thiên văn tin rằng các tia gamma trong mức 100-450 TeV được tạo ra khi các electron năng lượng cao hơn nhiều trong mức peta-electronvolt (1015 eV) tương tác với phông nền vi sóng vũ trụ – bức xạ được giải phóng ngay sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang) tràn ngập vũ trụ. Người ta tin rằng các electron này được gia tốc đến năng lượng cao như thế bởi từ trường xoáy tít do pulsar tạo ra. Thật vậy, các nhà nghiên cứu ASgamma mô tả Tinh vân Con Cua là “cỗ máy gia tốc electron thiên nhiên mạnh nhất được biết từ trước đến nay trong thiên hà của chúng ta”.
Ảnh ghép về đài thiên văn ASgamma cho thấy các detector trên mặt đất và dưới lòng đất.
ASgamma tìm kiếm các tia gamma năng lượng cao bằng cách dò tìm cơn mưa hạt thứ cấp tuôn xuống trên Trái Đất khi một tia vũ trụ tương tác với khí quyển. Bằng cách phân tích thành phần của một cơn mưa, các nhà vật lí có thể suy luận ra loại tia vũ trụ nào gây ra cơn mưa đó (tia gamma hay hạt tích điện) và năng lượng của tia vũ trụ đó. Nằm ở độ cao 4300 m trên mực nước biển, ASgamma thực hiện nhiệm vụ này bằng hai kiểu detector – chất phát sáng nhấp nháy plastic trên mặt đất và detector Cherenkov chôn dưới lòng đất.
Giờ thì những tia gamma với năng lượng trên 100 TeV đã được tìm thấy, các nhà khoa học ASgamma đang tập trung tìm kiếm những vùng khác có các electron được gia tốc đến mức năng lượng peta-electronvolt. Điều này có thể giúp giải quyết một trong những bí ẩn quan trọng nhất của thiên văn vật lí học – đâu là nguồn gốc của các tia vũ trụ năng lượng cao ngất ngưỡng?
Bài báo công các quan sát trên sắp được đăng trên tạp chí Physical Review Letters và bản thảo bài báo có tại arXiv.
Nguồn: physicsworld.com
