Tìm ra nguồn gốc vật thể nổ khiến vũ trụ tiến hóa vượt bậc

Một nhóm nghiên cứu đa quốc gia vừa khám phá nguồn gốc những "quả bom vũ trụ" cực hiếm: Siêu tân tinh loại Ic.

Công trình dẫn đầu bởi hai nhà thiên văn học Martín Solar và Michał Michałowski thuộc Đại học Adam Mickiewicz ở Ba Lan đã phát hiện tiền thân của siêu tân tinh loại Ic - những lò rèn kim loại hàng đầu của vũ trụ - không phải một quái vật đơn độc.

Theo Science Alert, một trong những bí ẩn lớn nhất của vũ trụ là nguồn gốc thực sự của tất cả kim loại.

Chúng không tồn tại ngay sau Vụ nổ Big Bang. Vũ trụ khi ấy chỉ đơn điệu với các nguyên tố nhẹ nhất như hydro và heli.

Một vụ nổ siêu tân tinh giúp làm giàu nguyên tố hóa học cho vũ trụ - (Ảnh: ESO/SCITECH DAILY).

Lõi các ngôi sao chính là những lò rèn của vũ trụ, nơi các nguyên tố đơn giản được rèn thành các nguyên tố nặng hơn nhờ vào các điều kiện cực đoan về nhiệt độ, áp suất...

Khi ngôi sao chết đi, nó sẽ phát nổ thành siêu tân tinh, giải phóng một bụng đầy những kim loại nặng hơn những gì đã tạo nên nó nhiều vào vũ trụ, cung cấp nguyên liệu để các thế hệ sao sau đó rèn tiếp những thứ nặng hơn.

Trong đó, siêu tân tinh loại Ic là vụ nổ của một trong những lò rèn cao cấp nhất. 

Chúng được gây ra bởi sự sụp đổ lõi của các ngôi sao khổng lồ đã đạt đến cuối vòng đời, với tất cả hydro trong lõi sao đã được hợp nhất thành các nguyên tố nặng hơn.

Khi đó, ngôi sao đã đạt đến điểm mà các nguyên tố lõi của nó nặng đến mức quá trình hợp nhất tiếp sẽ phải cần một nguồn năng lượng lớn hơn những gì các vụ hợp nhất trước đó đã giải phóng.

Quá trình thiếu năng lượng đột ngột này khiến áp suất bên ngoài giảm xuống thấp, lõi sao chịu tác động cực lớn của lực hấp dẫn và sụp nổ thành một sao neutron hoặc lỗ đen cực kỳ dày đặc.

Trong khi đó, phần ngoài của ngôi sao sẽ bùng nổ ra không gian, nhưng sẽ phải kèm theo hyro và heli - các nguyên tố cơ bản mà ngôi sao nào cũng phải có.

Nhưng siêu tân tinh loại Ic đã khiến các nhà khoa học bối rối nhiều năm qua vì khi phát nổ lại thiếu đi hydro và heli

Giờ đây, các nhà khoa học phát hiện ra rằngloại siêu tân tinh này có thể được tạo nên bởi thứ gì đó mạnh đến nỗi trong quá trình vật chất được bắn ra, các kim loại nặng hơn vẫn tiếp tục được rèn, thổi bay toàn bộ hydro và heli.

Có kịch bản khả thi được đưa ra.

• Kịch bản đầu tiên liên quan một ngôi sao có khối lượng gấp khoảng 20-30 lần Mặt Trời, đủ lớn để tạo ra gió sao mạnh tới nỗi thổi bay hydro và heli.
• Kịch bản thứ hai là sự xuất hiện của một sao đôi đồng hành, tức siêu tân tinh loại Ic - là một cặp sao nổ, bao gồm một ngôi sao khổng lồ và một cái nhỏ hơn có khối lượng 8-15 lần Mặt Trời.

Các nhà nghiên cứu đã xem xét khí phân tử còn sót lại do siêu tân tinh loại Ic để lại và so sánh nó với khí phân tử còn sót lại do siêu tân tinh loại II - có nguồn gốc từ các ngôi sao nặng gấp 8-15 lần Mặt Trời - để lại.

Kết quả cho thấy kịch bản thứ 2 là hợp lý.

Phát hiện này đem lại một mảnh ghép quan trọng trong hiểu biết về vũ trụ học. Bởi lẽ, nếu không có những "quái vật" giúp vũ trụ tiến hóa về mặt hóa học nhanh như vậy, chính Trái đất sẽ không thể ra đời 4,54 tỉ năm trước với thành phần phong phú đến vậy.

• Sao Neutron là gì?
• Trái đất lọt vào "bong bóng hư không" rộng 1.000 năm ánh sáng
• Cơn "hấp hối" của ngôi sao lớn nhất vũ trụ