Khám phá về siêu tân tinh có thể làm thay đổi hoàn toàn hiểu biết của chúng ta về lịch sử vũ trụ!

[Nhung Phan]

Một bộ dữ liệu khổng lồ gồm 3.628 siêu tân tinh loại Ia từ Cơ sở nghiên cứu Zwicky Transient đang được công bố, cung cấp những hiểu biết mới về sự giãn nở của vũ trụ.

Các nhà thiên văn học vừa công bố một tập dữ liệu siêu tân tinh có thể định hình lại cách chúng ta đo lường sự giãn nở của vũ trụ. ZTF đã phát hiện ra hàng nghìn vụ nổ vũ trụ này, cung cấp những hiểu biết mới về năng lượng tối và thách thức các mô hình vũ trụ học hiện có. SciTechDaily.com​

Bộ sưu tập chưa từng có này sẽ tinh chỉnh cách các nhà vũ trụ học đo khoảng cách và nghiên cứu năng lượng tối. Với dữ liệu có độ chính xác cao từ các kính thiên văn tiên tiến, các nhà khoa học hướng đến mục tiêu giải quyết những bất cập trong mô hình vũ trụ học chuẩn và khám phá vật lý mới.

Một bộ dữ liệu thay đổi cuộc chơi cho vũ trụ học​

Một tập dữ liệu mang tính đột phá về siêu tân tinh loại Ia, được công bố vào ngày 14 tháng 2, có thể thay đổi cách các nhà vũ trụ học đo lường lịch sử giãn nở của vũ trụ.

Tiến sĩ Mathew Smith và Tiến sĩ Georgios Dimitriadis từ Đại học Lancaster là thành viên của Cơ sở Zwicky Transient (ZTF), một cuộc khảo sát thiên văn trường rộng sử dụng máy ảnh tiên tiến trên Kính viễn vọng Samuel Oschin tại Đài quan sát Palomar ở California.

Siêu tân tinh loại Ia là những vụ nổ mạnh đánh dấu sự kết thúc cuộc đời của một ngôi sao lùn trắng. Vì độ sáng của chúng không đổi nên các nhà khoa học sử dụng chúng làm mốc vũ trụ - đo ánh sáng của chúng để xác định khoảng cách trong vũ trụ.

Bản phát hành dữ liệu lịch sử​

Vào ngày 14 tháng 2, nhóm nghiên cứu khoa học vũ trụ học ZTF đã công bố 21 nghiên cứu về 3.628 siêu tân tinh loại Ia, được giới thiệu trong ấn bản đặc biệt của Tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn.

Tiến sĩ Mathew Smith, nhà vật lý thiên văn tại Lancaster, đồng lãnh đạo của bản phát hành ZTF SN Ia DR2, cho biết: "Bản phát hành này cung cấp một tập dữ liệu thay đổi cuộc chơi cho vũ trụ học siêu tân tinh. Nó mở ra cánh cửa cho những khám phá mới về cả sự giãn nở của vũ trụ và vật lý cơ bản của siêu tân tinh."

Phơi sáng lâu vào ban đêm của mái vòm Kính viễn vọng Samuel Oschin mở tại Đài quan sát Palomar ở California. Tín dụng: Đài quan sát Palomar/Caltech​

Quy mô đột phá của ZTF​

Đây là lần đầu tiên các nhà vật lý thiên văn có thể tiếp cận một tập dữ liệu lớn và đồng nhất như vậy. Siêu tân tinh loại Ia rất hiếm, chỉ xuất hiện khoảng một lần trong một nghìn năm trong một thiên hà điển hình, nhưng độ sâu và chiến lược khảo sát của ZTF cho phép các nhà nghiên cứu phát hiện gần bốn vụ mỗi đêm. Chỉ trong hai năm rưỡi, ZTF đã tăng gấp đôi số lượng Siêu tân tinh loại Ia có sẵn cho vũ trụ học thu được trong 30 năm qua lên gần ba nghìn.

Trưởng nhóm làm việc Khoa học vũ trụ ZTF, Tiến sĩ Mickael Rigault từ Institut des deux Infinis de Lyon (CNRS / Đại học Claude Bernard) cho biết: “Trong năm năm qua, một nhóm gồm ba mươi chuyên gia từ khắp nơi trên thế giới đã thu thập, biên soạn, lắp ráp và phân tích những dữ liệu này. Chúng tôi hiện đang phát hành chúng cho toàn thể cộng đồng. Mẫu này rất độc đáo về mặt kích thước và tính đồng nhất, chúng tôi hy vọng nó sẽ tác động đáng kể đến lĩnh vực vũ trụ học Siêu tân tinh và dẫn đến nhiều khám phá mới bổ sung ngoài các kết quả mà chúng tôi đã công bố.”

Công nghệ tiên tiến đằng sau ZTF​

Camera ZTF, được lắp đặt trên kính viễn vọng Schmidt 48 inch tại Đài quan sát Palomar, quét toàn bộ bầu trời phía bắc hàng ngày theo ba dải quang học, đạt độ sâu 20,5 độ lớn—mờ hơn một triệu lần so với các ngôi sao mờ nhất có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Độ nhạy này cho phép ZTF phát hiện gần như tất cả các siêu tân tinh trong phạm vi 1,5 tỷ năm ánh sáng tính từ Trái đất.

Chụp Siêu tân tinh theo thời gian thực​

Giáo sư Kate Maguire từ Trinity College Dublin, đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Nhờ khả năng quét bầu trời nhanh chóng và sâu sắc độc đáo của ZTF, chúng tôi đã chụp được nhiều siêu tân tinh trong vòng vài ngày, thậm chí vài giờ, sau khi phát nổ, cung cấp những ràng buộc mới về cách chúng kết thúc vòng đời của mình”.

Sự gia tốc của quá trình giãn nở của Vũ trụ, được trao giải Nobel năm 2011, đã được phát hiện vào cuối những năm 90 bằng cách sử dụng khoảng một trăm siêu tân tinh này. Kể từ đó, các nhà vũ trụ học đã nghiên cứu lý do của sự gia tốc này do năng lượng tối đóng vai trò là lực phản trọng lực trên khắp Vũ trụ.

Trả lời những câu hỏi lớn nhất của vũ trụ​

Đồng tác giả Giáo sư Ariel Goobar, Giám đốc Trung tâm Oskar Klein tại Stockholm, một trong những tổ chức sáng lập ZTF, và cũng là thành viên của nhóm đã phát hiện ra sự giãn nở tăng tốc của Vũ trụ vào năm 1998 cho biết: "Cuối cùng, mục tiêu là giải quyết một trong những câu hỏi lớn nhất của thời đại chúng ta về vật lý cơ bản và vũ trụ học, cụ thể là phần lớn Vũ trụ được tạo thành từ gì? Để làm được điều đó, chúng ta cần dữ liệu siêu tân tinh ZTF."

Một trong những kết quả chính của các nghiên cứu này là Siêu tân tinh loại Ia thực chất thay đổi theo môi trường chủ của chúng, nhiều hơn dự kiến trước đây, và cơ chế hiệu chỉnh được cho là cho đến nay phải được xem xét lại. Điều này có thể thay đổi cách chúng ta đo lường lịch sử giãn nở của Vũ trụ và có thể có những hậu quả quan trọng đối với các độ lệch hiện tại được quan sát thấy trong mô hình vũ trụ học chuẩn.

Con đường phía trước cho vũ trụ học siêu tân tinh​

Tiến sĩ Rigault cho biết: “Với bộ dữ liệu lớn và đồng nhất này, chúng ta có thể khám phá siêu tân tinh loại Ia với mức độ chính xác và accuracy độ tin cậy chưa từng có . Đây là bước quan trọng hướng tới việc hoàn thiện việc sử dụng Siêu tân tinh loại Ia trong vũ trụ học và đánh giá xem những sai lệch hiện tại trong vũ trụ học là do vật lý cơ bản mới hay do các vấn đề chưa biết trong cách chúng ta tính khoảng cách”.

Nguồn Scitechdaily: