Siêu tân tinh là hiện tượng không quá mới trong giới nghiên cứu khoa học vũ trụ. Đây có thể nói là hiện tượng vô cùng hiếm có, một ngôi sao bừng sáng trong khoảnh khắc nó vừa mới sinh ra. Mới đây, các chuyên gia đã quyết định tiến hành mô phỏng hiện tượng siêu tân tinh trong phòng thí nghiệm. Chùm ion phóng xạ gia tốc là thiết bị hỗ trợ thực hiện thí nghiệm này. Do thí nghiệm là nhân tạo và những yếu tố khác bị hạn chế nên rất khó để quan sát. Nếu thành công thì đây là một bước tiến lớn trong khoa học vũ trụ.
Mục Lục
Mô phỏng siêu tân tinh trong phòng thí nghiệm
Nhóm chuyên gia quốc tế sử dụng chùm ion phóng xạ gia tốc để tìm hiểu siêu tân tinh. Vụ nổ xảy ra khi ngôi sao kết thúc vòng đời. Các nhà khoa học tại Đại học Surrey (Anh) và Phòng thí nghiệm Quốc gia TRIUMF (Canada) quan sát sức mạnh bùng nổ của một siêu tân tinh trong phòng thí nghiệm, Interesting Engineering hôm 23/10 đưa tin. Đây là lần đầu tiên giới khoa học có thể đo đạc trực tiếp một trong những cách mà các ngôi sao đang nổ tạo ra những nguyên tố nặng nhất vũ trụ. Nghiên cứu mới đăng trên tạp chí Physical Review Letters.
Siêu tân tinh là một sự kiện vũ trụ, xảy ra khi một ngôi sao kết thúc vòng đời do năng lượng trong lõi cạn kiệt. Không lâu sau, ngôi sao bắt đầu tự sụp đổ, tạo ra vụ nổ cực lớn. Điều tương tự sẽ xảy ra với Mặt Trời trong vài tỷ năm nữa.
Phản ứng siêu tân tinh rất khó quan sát
Nhóm chuyên gia quốc tế sử dụng chùm ion phóng xạ gia tốc để quan sát các quá trình đề cập trong những lý thuyết khoa học về phản ứng siêu tân tinh. Các phép đo của họ mang lại thông tin hữu ích về bắt giữ proton. Quá trình được cho là giúp tạo ra hạt nhân p. Hạt nhân p là các đồng vị thiếu neutron nhưng lại giàu proton. Chúng chiếm khoảng 1% các nguyên tố nặng quan sát được trong hệ Mặt Trời. Nhưng giới chuyên gia chưa rõ chúng bắt nguồn từ đâu.
Sự khan hiếm của hạt nhân p đồng nghĩa chúng rất khó quan sát. Điều này gây khó khăn cho các nhà khoa học trong việc tìm hiểu cách chúng hình thành. Một lý thuyết được nhiều nhà khoa học đồng tình là quá trình gamma. Theo đó, nguyên tử bắt giữ các proton bay ra trong một vụ nổ, ví dụ như siêu tân tinh. Nhóm nghiên cứu quốc tế tiến hành thí nghiệm với Máy tách đồng vị và gia tốc II tại Phòng thí nghiệm Quốc gia TRIUMF, Canada. Cỗ máy được sử dụng để tạo ra một chùm nguyên tử rubidi-83 phóng xạ mang điện tích.
“Kết hợp chuỗi tia gamma độ phân giải cao với máy tách tĩnh điện tân tiến để đo các phản ứng của quá trình gamma là cột mốc quan trọng trong việc đo đạc trực tiếp các quá trình vật lý thiên văn. Các phép đo như vậy thường được cho là nằm ngoài tầm với của các công nghệ thí nghiệm hiện nay. Tuy nhiên, nghiên cứu mới đã mở ra rất nhiều khả năng cho tương lai”; Gavin Lotay, tiến sĩ tại Đại học Surrey, cho biết.
Tìm hiểu thêm về quá trình siêu tân tinh
Siêu tân tinh, hay sao siêu mới, là một số loại vụ nổ của sao tạo nên các vật thể rất sáng chủ yếu gồm plasma bùng lên trong một thời gian ngắn, cấp sao biểu kiến tăng lên đột ngột hàng tỉ lần, rồi giảm dần trong vài tuần hay vài tháng. Tổng năng lượng thoát ra đạt tới 1044J. Cấp sao tuyệt đối có thể đạt đến -20m. Các sao khổng lồ cháy hết nhiên liệu nhiệt hạch, mất áp suất ánh sáng. Sau đó sụp đổ vào tâm dưới trọng trường của chính nó. Cho đến lúc mật độ và áp suất tăng cao gây nên bùng nổ.
Năm 2019, nhóm chuyên gia tại Đại học Guelph và Đại học Columbia công bố một nghiên cứu cho rằng mọi nguyên tố nặng nhất thế giới, bao gồm vàng và bạch kim, hình thành trong một dạng siêu tân tinh hiếm gọi là collapsar. Những nghiên cứu như vậy giúp làm sáng tỏ các quá trình diễn ra trong siêu tân tinh. Siêu tân tinh có thể được coi như nhà máy nguyên tố vì chúng sản xuất những nguyên tố nặng hơn oxy. Đồng nghĩa chúng liên quan chặt chẽ đến sự tồn tại của con người.
