Không thiếu các thiên thể tròn trong vũ trụ của chúng ta. Các hành tinh, mặt trăng và các ngôi sao đều có hình cầu đẹp mắt. Nhưng các nhà thiên văn học gần đây đã phát hiện ra một quả cầu tròn bí ẩn sâu trong thiên hà Milky Way — và chắc chắn nó không phải là bất kỳ thứ nào trong số những thứ này.
Bong bóng thiên thể này, được phát hiện bởi nhà vật lý thiên văn Miroslav Filipović của Đại học Western Sydney, có khả năng là tàn dư của siêu tân tinh (SNR), một lớp khí và bụi đang giãn nở được hình thành bởi sóng xung kích từ một vụ nổ sao lớn. SNR không phải là hiếm, nhưng ví dụ cụ thể này cho thấy nhiều điểm bất thường, bao gồm cả hình dạng tròn đáng kinh ngạc của nó. Đối với hình dạng đó, Filipović và nhóm của ông đã đặt tên cho SNR Teleios, từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "hoàn hảo".
Filipović đã tình cờ phát hiện ra Teleios — được đặt tên chính thức là G305.4–2.2 — khi quét qua các hình ảnh mới do kính viễn vọng vô tuyến Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) chụp. ASKAP hiện đang khảo sát toàn bộ bầu trời bán cầu nam. Filipović chia sẻ với Space.com: "Tôi đã xem những hình ảnh này khi chúng xuất hiện, tìm kiếm bất cứ điều gì thú vị hoặc chưa từng thấy trước đây, và tình cờ tìm thấy Teleios". "Hình dạng tròn hoàn hảo của nó rất bất thường, vì vậy tôi đã nghiên cứu sâu hơn."
Sử dụng dữ liệu từ ASKAP và Murchison Widefield Array, Filipović và nhóm của ông ước tính rằng Teleios trải dài khoảng 46 năm ánh sáng ở khoảng cách khoảng 7.175 năm ánh sáng từ Trái đất, hoặc khoảng 157 năm ánh sáng ở khoảng cách khoảng 25.114 năm ánh sáng từ Trái đất. (Việc đánh giá khoảng cách lớn như vậy trong không gian là rất khó.) Tuy nhiên, bất kể kích thước và khoảng cách của Teleios, tính đối xứng gần như hoàn hảo của SNR là phi thường. Hình dạng của nó được định lượng với điểm số tròn là 95,4%, đưa nó vào danh sách các SNR đối xứng nhất đã biết.
Mặc dù các mô hình lý tưởng cho rằng tàn dư của SNR phải tròn, nhưng thực tế thường vẽ nên một bức tranh hỗn loạn hơn. "Các hình dạng SNR 'điển hình' thay đổi đáng kể, hoặc từ sự bất đối xứng trong vụ nổ ban đầu, hoặc sự gián đoạn từ việc mở rộng vào một môi trường không hoàn hảo, hoặc một số yếu tố can thiệp khác", Filipović nói. "Điều làm cho hình dạng của Teleios trở nên đáng chú ý là nó không hiển thị bất kỳ sự bất đối xứng nào trong số này; nó trông giống như một vụ nổ đã xảy ra với các thông số ban đầu gần như hoàn hảo và hầu như không có sự gián đoạn trong khi mở rộng".
Vậy, điều gì có thể giải thích cho sự tiến hóa không bị xáo trộn như vậy? Theo Filipović, có khả năng là do vị trí. Teleios nằm thấp hơn 2,2 độ so với Mặt phẳng thiên hà, nơi khí và bụi giữa các vì sao thưa thớt hơn đáng kể. Môi trường này có thể đã cho phép tàn dư mở rộng trong khi vẫn hầu như không bị xáo trộn trong hàng nghìn năm.
Hình dạng của Teleios chỉ là một trong những đặc điểm bất thường của SNR này. Thêm vào sự bí ẩn, Teleios chỉ phát ra ở bước sóng vô tuyến, với một chút phát xạ hydro-alpha. "Hầu hết các SNR đều có thể nhìn thấy ở tần số khác. Chúng cũng phát ra ở tần số quang học, hồng ngoại hoặc tia X", Filipović cho biết. "Thực tế là chúng ta không thấy điều đó ở đây khá khó hiểu. Có thể là nhiệt độ không đủ cao để tạo ra bức xạ này hoặc Teleios đã đủ cũ để bức xạ quang học đã mờ đi, nhưng bức xạ vô tuyến vẫn còn hiện diện".
Câu chuyện liên quan:
— Hàng trăm tàn tích siêu tân tinh vẫn ẩn mình trong thiên hà của chúng ta. Các nhà thiên văn học này muốn tìm chúng
— Những luồng sáng vũ trụ bí ẩn hóa ra là 2 tàn tích siêu tân tinh chưa được phát hiện
— Xem 2 tàn tích siêu tân tinh tuyệt đẹp tiến hóa trong hơn 20 năm (video tua nhanh thời gian)
Việc thiếu bức xạ này đặt ra thách thức trong việc xác định loại siêu tân tinh đã tạo ra Teleios. Kịch bản có khả năng xảy ra nhất là siêu tân tinh loại Ia, xảy ra trong các hệ thống sao đôi trong đó một sao lùn trắng tiêu thụ đủ khối lượng của ngôi sao đồng hành để phát nổ dữ dội. Mặt khác, nguồn gốc của Teleios có thể là siêu tân tinh loại Iax, tương tự như siêu tân tinh loại Ia nhưng để lại một ngôi sao "zombie". Nhưng dữ liệu quan sát được của Teleios không hoàn toàn phù hợp với cả hai mô hình.
Cũng giống như các vật thể mới được tìm thấy trong vũ trụ, các nhà nghiên cứu có nhiều điều hơn để nghiên cứu nhằm giải mã tất cả các bí ẩn của Teleios. May mắn thay, không có thời điểm nào tốt hơn để nghiên cứu SNR. "Đây là 'những ngày vàng son' của thiên văn học vô tuyến khi các thiết bị mới, chẳng hạn như ASKAP và MeerKAT, đang mở ra cánh cửa cho những khám phá mới", Filipović cho biết.
Một bài báo về những phát hiện này đã được gửi đến Publications of the Astronomical Society of Australia và hiện có sẵn trên máy chủ bản in trước arXiv.
Bong bóng thiên thể này, được phát hiện bởi nhà vật lý thiên văn Miroslav Filipović của Đại học Western Sydney, có khả năng là tàn dư của siêu tân tinh (SNR), một lớp khí và bụi đang giãn nở được hình thành bởi sóng xung kích từ một vụ nổ sao lớn. SNR không phải là hiếm, nhưng ví dụ cụ thể này cho thấy nhiều điểm bất thường, bao gồm cả hình dạng tròn đáng kinh ngạc của nó. Đối với hình dạng đó, Filipović và nhóm của ông đã đặt tên cho SNR Teleios, từ tiếng Hy Lạp có nghĩa là "hoàn hảo".
Filipović đã tình cờ phát hiện ra Teleios — được đặt tên chính thức là G305.4–2.2 — khi quét qua các hình ảnh mới do kính viễn vọng vô tuyến Australian Square Kilometre Array Pathfinder (ASKAP) chụp. ASKAP hiện đang khảo sát toàn bộ bầu trời bán cầu nam. Filipović chia sẻ với Space.com: "Tôi đã xem những hình ảnh này khi chúng xuất hiện, tìm kiếm bất cứ điều gì thú vị hoặc chưa từng thấy trước đây, và tình cờ tìm thấy Teleios". "Hình dạng tròn hoàn hảo của nó rất bất thường, vì vậy tôi đã nghiên cứu sâu hơn."
Sử dụng dữ liệu từ ASKAP và Murchison Widefield Array, Filipović và nhóm của ông ước tính rằng Teleios trải dài khoảng 46 năm ánh sáng ở khoảng cách khoảng 7.175 năm ánh sáng từ Trái đất, hoặc khoảng 157 năm ánh sáng ở khoảng cách khoảng 25.114 năm ánh sáng từ Trái đất. (Việc đánh giá khoảng cách lớn như vậy trong không gian là rất khó.) Tuy nhiên, bất kể kích thước và khoảng cách của Teleios, tính đối xứng gần như hoàn hảo của SNR là phi thường. Hình dạng của nó được định lượng với điểm số tròn là 95,4%, đưa nó vào danh sách các SNR đối xứng nhất đã biết.
Mặc dù các mô hình lý tưởng cho rằng tàn dư của SNR phải tròn, nhưng thực tế thường vẽ nên một bức tranh hỗn loạn hơn. "Các hình dạng SNR 'điển hình' thay đổi đáng kể, hoặc từ sự bất đối xứng trong vụ nổ ban đầu, hoặc sự gián đoạn từ việc mở rộng vào một môi trường không hoàn hảo, hoặc một số yếu tố can thiệp khác", Filipović nói. "Điều làm cho hình dạng của Teleios trở nên đáng chú ý là nó không hiển thị bất kỳ sự bất đối xứng nào trong số này; nó trông giống như một vụ nổ đã xảy ra với các thông số ban đầu gần như hoàn hảo và hầu như không có sự gián đoạn trong khi mở rộng".
Vậy, điều gì có thể giải thích cho sự tiến hóa không bị xáo trộn như vậy? Theo Filipović, có khả năng là do vị trí. Teleios nằm thấp hơn 2,2 độ so với Mặt phẳng thiên hà, nơi khí và bụi giữa các vì sao thưa thớt hơn đáng kể. Môi trường này có thể đã cho phép tàn dư mở rộng trong khi vẫn hầu như không bị xáo trộn trong hàng nghìn năm.
Hình dạng của Teleios chỉ là một trong những đặc điểm bất thường của SNR này. Thêm vào sự bí ẩn, Teleios chỉ phát ra ở bước sóng vô tuyến, với một chút phát xạ hydro-alpha. "Hầu hết các SNR đều có thể nhìn thấy ở tần số khác. Chúng cũng phát ra ở tần số quang học, hồng ngoại hoặc tia X", Filipović cho biết. "Thực tế là chúng ta không thấy điều đó ở đây khá khó hiểu. Có thể là nhiệt độ không đủ cao để tạo ra bức xạ này hoặc Teleios đã đủ cũ để bức xạ quang học đã mờ đi, nhưng bức xạ vô tuyến vẫn còn hiện diện".
Câu chuyện liên quan:
— Hàng trăm tàn tích siêu tân tinh vẫn ẩn mình trong thiên hà của chúng ta. Các nhà thiên văn học này muốn tìm chúng
— Những luồng sáng vũ trụ bí ẩn hóa ra là 2 tàn tích siêu tân tinh chưa được phát hiện
— Xem 2 tàn tích siêu tân tinh tuyệt đẹp tiến hóa trong hơn 20 năm (video tua nhanh thời gian)
Việc thiếu bức xạ này đặt ra thách thức trong việc xác định loại siêu tân tinh đã tạo ra Teleios. Kịch bản có khả năng xảy ra nhất là siêu tân tinh loại Ia, xảy ra trong các hệ thống sao đôi trong đó một sao lùn trắng tiêu thụ đủ khối lượng của ngôi sao đồng hành để phát nổ dữ dội. Mặt khác, nguồn gốc của Teleios có thể là siêu tân tinh loại Iax, tương tự như siêu tân tinh loại Ia nhưng để lại một ngôi sao "zombie". Nhưng dữ liệu quan sát được của Teleios không hoàn toàn phù hợp với cả hai mô hình.
Cũng giống như các vật thể mới được tìm thấy trong vũ trụ, các nhà nghiên cứu có nhiều điều hơn để nghiên cứu nhằm giải mã tất cả các bí ẩn của Teleios. May mắn thay, không có thời điểm nào tốt hơn để nghiên cứu SNR. "Đây là 'những ngày vàng son' của thiên văn học vô tuyến khi các thiết bị mới, chẳng hạn như ASKAP và MeerKAT, đang mở ra cánh cửa cho những khám phá mới", Filipović cho biết.
Một bài báo về những phát hiện này đã được gửi đến Publications of the Astronomical Society of Australia và hiện có sẵn trên máy chủ bản in trước arXiv.
