Vào năm 2024, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một tín hiệu vô tuyến bí ẩn, rất mạnh dường như đến từ thiên hà của chúng ta. Một năm sau, nguồn gốc của nó cuối cùng có vẻ đã được xác định: bất chấp mọi dự đoán, nó dường như được gây ra... bởi một vệ tinh "zombie", đã ngừng hoạt động trong gần 60 năm. Làm thế nào điều này có thể xảy ra vẫn còn phải chờ xem.
Ban đầu, các tác giả của nghiên cứu nghĩ rằng họ đã phát hiện ra một vụ nổ vô tuyến nhanh (hay FRB, viết tắt của Vụ nổ vô tuyến nhanh). Đây là những vụ nổ sóng vô tuyến dữ dội, ngắn nhưng cực kỳ dữ dội truyền qua vũ trụ, thường đến từ những vùng rất xa. Chúng thường là những nguồn thông tin có giá trị. Giống như tín hiệu sonar dội qua đại dương, FRB có thể tiết lộ nhiều điều về đặc tính của các cấu trúc khác nhau ảnh hưởng đến sự phân tán của chúng.
Thiên văn học: Vụ nổ vô tuyến phá kỷ lục khiến các nhà nghiên cứu ngạc nhiên
Tín hiệu kỳ lạ này đáng chú ý vì sức mạnh và thời gian ngắn của nó. Thật vậy, nó chỉ kéo dài khoảng 30 nano giây—ngắn hơn nhiều bậc độ lớn so với hầu hết các FRB, thường kéo dài vài mili giây. Tuy nhiên, nó đủ mạnh để lấn át mọi tín hiệu vũ trụ khác.
Quan trọng nhất là nó dường như đến trực tiếp từ Ngân Hà. Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ có một FRB được phát hiện trong thiên hà của chúng ta. Do đó, các nhà nghiên cứu rất phấn khích, vì đây là một hướng đi rất thú vị để thúc đẩy một câu đố dai dẳng.
Thật vậy, nguồn gốc của những hiện tượng này vẫn còn rất bí ẩn. Một số bằng chứng khá mạnh cho thấy FRB có thể được tạo ra bởi các sao từ, sao neutron có từ tính cao, nhưng điều này vẫn chưa được chứng minh một cách nghiêm ngặt. Do đó, việc phát hiện ra một vệ tinh như vậy trong khu vực lân cận vũ trụ của chúng ta có thể giúp các nhà thiên văn học giải quyết bí ẩn này một lần và mãi mãi, do đó có sự phấn khích xung quanh tín hiệu mới này.
Tuy nhiên, Relay 2 không có dấu hiệu nào của sự sống kể từ năm 1967. Câu hỏi đặt ra là, làm sao nó có thể tạo ra tín hiệu như vậy?
Tin tốt là cường độ của nó hoàn toàn nhất quán. Vào thời điểm phát hiện, Relay 2 cách Trái đất khoảng 4.500 km—một khoảng cách nhỏ bé so với FRB, đôi khi di chuyển hàng tỷ năm ánh sáng trước khi đến được chúng ta. Vì lý do này, các thiết bị được thiết kế để phát hiện các vụ nổ này, như ASKAP, đã thực hiện quan sát này, cực kỳ nhạy; không có gì ngạc nhiên khi một tín hiệu gần như vậy đã hoàn toàn thổi bay các cảm biến chuyên dụng này. Trên thực tế, điều này giống như việc chiếu đèn pin trực tiếp vào một cặp ống nhòm.
Tuy nhiên, thời lượng của tín hiệu khiến các nhà nghiên cứu bối rối. Thật vậy, Relay 2 không có hệ thống nào có khả năng phát ra tín hiệu kéo dài vài nano giây. Do đó, nó không thể là một quá trình truyền tải bình thường. Nhưng sau đó, làm sao thứ cũ kỹ này, đã ngừng hoạt động gần 60 năm, lại có thể tạo ra cơn lũ sóng vô tuyến này? Nhóm nghiên cứu đằng sau công trình này đã đề xuất một số giả thuyết.
Giả thuyết đầu tiên dựa trên va chạm của thiên thạch siêu nhỏ. Thật vậy, những va chạm tốc độ cực cao này (vài chục kilomet mỗi giây) có xu hướng làm bốc hơi vật liệu va chạm, do đó tạo ra một đám mây các hạt tích điện nhiệt độ cao: đây được gọi là plasma. Tuy nhiên, một đám mây plasma như vậy có thể tương tác với cấu trúc kim loại và các thành phần điện tử của vệ tinh, gây ra sự thay đổi đột ngột trong trường điện cục bộ có thể dẫn đến phát ra sóng vô tuyến.
Giả thuyết thứ hai cho rằng tín hiệu có thể được tạo ra bởi sự phóng tĩnh điện. Theo thời gian, sự tương tác giữa vệ tinh và gió mặt trời, bức xạ vũ trụ và các hiện tượng năng lượng khác có thể dẫn đến sự tích tụ điện tích tĩnh trong cấu trúc. Khi chênh lệch điện áp trở nên quá lớn, một luồng điện sẽ được tạo ra, một lần nữa, có khả năng tạo ra tín hiệu vô tuyến.
"Từ lâu, người ta đã biết rằng phóng điện tĩnh điện gây ra xung tần số vô tuyến," các nhà nghiên cứu viết trong bài báo của họ. "Bây giờ, vì đây là một thiết bị rất cũ, Relay 2 có thể được chế tạo từ các vật liệu có khả năng hỗ trợ điện tích lớn hơn và do đó tạo ra luồng điện tĩnh điện mạnh hơn."
Nó thậm chí còn tạo nên một lời nhắc nhở có giá trị. Thật vậy, hoàn toàn có khả năng các tàu vũ trụ khác đôi khi tạo ra các vụ nổ như thế này—và không phải lúc nào cũng dễ dàng để phân biệt chúng với các FRB thực sự. Do đó, điều quan trọng là phải phân tích cẩn thận các đặc tính của tín hiệu và xác định các nguyên nhân tiềm ẩn để tránh những hiểu lầm đáng tiếc trong tương lai.
Hơn nữa, về lâu dài, các cuộc điều tra này cũng có thể giúp các kỹ sư bảo vệ vệ tinh của họ tốt hơn khỏi các vụ phóng tĩnh điện này. Những thứ này có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho các thiết bị cực kỳ đắt tiền, vì vậy điều quan trọng là phải hiểu chúng xảy ra ở đâu, khi nào và như thế nào.
"Tôi hy vọng chúng tôi hoặc một nhóm khác sẽ phát hiện ra nhiều hơn những thứ này trong những năm tới và có thể phát triển một mô hình về cách thức chúng xảy ra", đồng tác giả nghiên cứu Adam Deller cho biết, được Space.com phỏng vấn.
Văn bản của nghiên cứu có sẵn tại đây.
Ban đầu, các tác giả của nghiên cứu nghĩ rằng họ đã phát hiện ra một vụ nổ vô tuyến nhanh (hay FRB, viết tắt của Vụ nổ vô tuyến nhanh). Đây là những vụ nổ sóng vô tuyến dữ dội, ngắn nhưng cực kỳ dữ dội truyền qua vũ trụ, thường đến từ những vùng rất xa. Chúng thường là những nguồn thông tin có giá trị. Giống như tín hiệu sonar dội qua đại dương, FRB có thể tiết lộ nhiều điều về đặc tính của các cấu trúc khác nhau ảnh hưởng đến sự phân tán của chúng.
Thiên văn học: Vụ nổ vô tuyến phá kỷ lục khiến các nhà nghiên cứu ngạc nhiên
Tín hiệu kỳ lạ này đáng chú ý vì sức mạnh và thời gian ngắn của nó. Thật vậy, nó chỉ kéo dài khoảng 30 nano giây—ngắn hơn nhiều bậc độ lớn so với hầu hết các FRB, thường kéo dài vài mili giây. Tuy nhiên, nó đủ mạnh để lấn át mọi tín hiệu vũ trụ khác.
Quan trọng nhất là nó dường như đến trực tiếp từ Ngân Hà. Tuy nhiên, cho đến nay, chỉ có một FRB được phát hiện trong thiên hà của chúng ta. Do đó, các nhà nghiên cứu rất phấn khích, vì đây là một hướng đi rất thú vị để thúc đẩy một câu đố dai dẳng.
Thật vậy, nguồn gốc của những hiện tượng này vẫn còn rất bí ẩn. Một số bằng chứng khá mạnh cho thấy FRB có thể được tạo ra bởi các sao từ, sao neutron có từ tính cao, nhưng điều này vẫn chưa được chứng minh một cách nghiêm ngặt. Do đó, việc phát hiện ra một vệ tinh như vậy trong khu vực lân cận vũ trụ của chúng ta có thể giúp các nhà thiên văn học giải quyết bí ẩn này một lần và mãi mãi, do đó có sự phấn khích xung quanh tín hiệu mới này.
Một vệ tinh cũ đang lật mình trong nấm mồ
Nhưng trái với mọi dự đoán, họ đã không bắt gặp một sao từ, hoặc thậm chí là một loại thiên thể nào khác. Nguồn tin đáng tin cậy duy nhất thực tế là... Relay 2, một vệ tinh có độ tuổi chuẩn mực đã đứng im trong nhiều thập kỷ. Thiết bị này thực sự là đồ cổ. Thật vậy, nó được triển khai vào năm 1964 — một giai đoạn tương ứng với thời tiền sử của khoa học vũ trụ. Để dễ hình dung, điều này chỉ xảy ra 7 năm sau Sputnik, vệ tinh nhân tạo đầu tiên do con người thiết kế!Tuy nhiên, Relay 2 không có dấu hiệu nào của sự sống kể từ năm 1967. Câu hỏi đặt ra là, làm sao nó có thể tạo ra tín hiệu như vậy?
Tin tốt là cường độ của nó hoàn toàn nhất quán. Vào thời điểm phát hiện, Relay 2 cách Trái đất khoảng 4.500 km—một khoảng cách nhỏ bé so với FRB, đôi khi di chuyển hàng tỷ năm ánh sáng trước khi đến được chúng ta. Vì lý do này, các thiết bị được thiết kế để phát hiện các vụ nổ này, như ASKAP, đã thực hiện quan sát này, cực kỳ nhạy; không có gì ngạc nhiên khi một tín hiệu gần như vậy đã hoàn toàn thổi bay các cảm biến chuyên dụng này. Trên thực tế, điều này giống như việc chiếu đèn pin trực tiếp vào một cặp ống nhòm.
Tuy nhiên, thời lượng của tín hiệu khiến các nhà nghiên cứu bối rối. Thật vậy, Relay 2 không có hệ thống nào có khả năng phát ra tín hiệu kéo dài vài nano giây. Do đó, nó không thể là một quá trình truyền tải bình thường. Nhưng sau đó, làm sao thứ cũ kỹ này, đã ngừng hoạt động gần 60 năm, lại có thể tạo ra cơn lũ sóng vô tuyến này? Nhóm nghiên cứu đằng sau công trình này đã đề xuất một số giả thuyết.
Giả thuyết đầu tiên dựa trên va chạm của thiên thạch siêu nhỏ. Thật vậy, những va chạm tốc độ cực cao này (vài chục kilomet mỗi giây) có xu hướng làm bốc hơi vật liệu va chạm, do đó tạo ra một đám mây các hạt tích điện nhiệt độ cao: đây được gọi là plasma. Tuy nhiên, một đám mây plasma như vậy có thể tương tác với cấu trúc kim loại và các thành phần điện tử của vệ tinh, gây ra sự thay đổi đột ngột trong trường điện cục bộ có thể dẫn đến phát ra sóng vô tuyến.
Giả thuyết thứ hai cho rằng tín hiệu có thể được tạo ra bởi sự phóng tĩnh điện. Theo thời gian, sự tương tác giữa vệ tinh và gió mặt trời, bức xạ vũ trụ và các hiện tượng năng lượng khác có thể dẫn đến sự tích tụ điện tích tĩnh trong cấu trúc. Khi chênh lệch điện áp trở nên quá lớn, một luồng điện sẽ được tạo ra, một lần nữa, có khả năng tạo ra tín hiệu vô tuyến.
"Từ lâu, người ta đã biết rằng phóng điện tĩnh điện gây ra xung tần số vô tuyến," các nhà nghiên cứu viết trong bài báo của họ. "Bây giờ, vì đây là một thiết bị rất cũ, Relay 2 có thể được chế tạo từ các vật liệu có khả năng hỗ trợ điện tích lớn hơn và do đó tạo ra luồng điện tĩnh điện mạnh hơn."
Một cơ hội nghiên cứu bất ngờ
Tuy nhiên, điều chắc chắn là đó không phải là một FRB thiên hà thực sự. Một kết quả mà người ta có thể hình dung sẽ khiến các chuyên gia thất vọng. Nhưng điều đó không có nghĩa là quan sát độc đáo này không có gì thú vị, hoàn toàn không phải vậy.Nó thậm chí còn tạo nên một lời nhắc nhở có giá trị. Thật vậy, hoàn toàn có khả năng các tàu vũ trụ khác đôi khi tạo ra các vụ nổ như thế này—và không phải lúc nào cũng dễ dàng để phân biệt chúng với các FRB thực sự. Do đó, điều quan trọng là phải phân tích cẩn thận các đặc tính của tín hiệu và xác định các nguyên nhân tiềm ẩn để tránh những hiểu lầm đáng tiếc trong tương lai.
Hơn nữa, về lâu dài, các cuộc điều tra này cũng có thể giúp các kỹ sư bảo vệ vệ tinh của họ tốt hơn khỏi các vụ phóng tĩnh điện này. Những thứ này có thể gây ra thiệt hại đáng kể cho các thiết bị cực kỳ đắt tiền, vì vậy điều quan trọng là phải hiểu chúng xảy ra ở đâu, khi nào và như thế nào.
"Tôi hy vọng chúng tôi hoặc một nhóm khác sẽ phát hiện ra nhiều hơn những thứ này trong những năm tới và có thể phát triển một mô hình về cách thức chúng xảy ra", đồng tác giả nghiên cứu Adam Deller cho biết, được Space.com phỏng vấn.
Văn bản của nghiên cứu có sẵn tại đây.
