Cú lóe tia X dài kỷ lục mở ra cách săn tìm tàn dư va chạm vũ trụ

Vào ngày 4 tháng 7 năm 2025, các kính viễn vọng không gian đã ghi nhận một hiện tượng bức xạ đặc biệt mang mã hiệu EP250704a (hay GRB 250704B). Ban đầu, vụ nổ chỉ phát ra chớp tia gamma kéo dài khoảng nửa giây, một đặc điểm quen thuộc của các vụ sáp nhập giữa hai sao neutron. Tuy nhiên, điểm bất ngờ xuất hiện ngay sau đó khi luồng phát xạ tia X đi kèm lại tiếp tục rực sáng suốt gần 10 phút. Tín hiệu kéo dài bất thường này đã mở ra cơ hội hiếm có để các nhà khoa học trực tiếp theo dõi khoảnh khắc hình thành một sao từ trong vũ trụ sâu thẳm. [1]

Phản ứng tốc độ từ mảng quan sát không gian và mặt đất

Những chớp bùng phát tia gamma từ các vụ sáp nhập sao neutron thông thường chỉ tồn tại dưới hai giây rồi biến mất hoàn toàn. Thời gian quá ngắn này khiến việc điều chỉnh các thiết bị quan sát trên mặt đất gặp nhiều khó khăn, khiến giới thiên văn thường bỏ lỡ cơ hội ghi lại chi tiết quá trình diễn ra ngay sau va chạm. [1]

Sự kiện EP250704a đã ghi nhận luồng phát xạ tia X duy trì suốt gần 10 phút nhờ sự phát hiện kịp thời của vệ tinh Einstein Probe cùng sự phối hợp từ các vệ tinh SVOM và Insight-HXMT. Đây được coi là tín hiệu tia X ban đầu kéo dài nhất từng được ghi nhận từ một vụ va chạm sao neutron. [1]

Ngay khi hệ thống cảnh báo từ vệ tinh Einstein Probe phát tín hiệu, nhóm nghiên cứu do Giáo sư Eleonora Troja dẫn đầu đã nhanh chóng triển khai các thiết bị theo dõi. Nghiên cứu sinh Niccolò Passaleva đã trực tiếp truy cập và điều khiển Kính viễn vọng Rất lớn (VLT) thuộc Đài thiên văn Nam châu Âu tại Chile từ xa qua máy tính cá nhân khi đang trên tàu về nhà, kịp thời bắt trọn dải phổ bức xạ ngay khi nguồn sáng còn đủ mạnh. [1]

Nguồn gốc từ từ trường khổng lồ của tàn dư sao từ

Sao neutron là tàn dư siêu đặc còn lại sau khi các ngôi sao có khối lượng lớn kết thúc vòng đời bằng vụ nổ siêu tân tinh. Khi hai sao neutron xoắn ốc lại gần rồi va sáp nhập vào nhau, chúng giải phóng sóng hấp dẫn cùng các luồng bức xạ điện từ dữ dội vào không gian. [1]

Thông qua việc phân tích dữ liệu bức xạ, các nhà nghiên cứu nhận thấy năng lượng giải phóng từ vụ va chạm này không suy giảm ngay lập tức. Giáo sư Eleonora Troja giải thích rằng nếu tàn dư sau vụ sáp nhập là một sao từ — loại sao neutron tự quay cực nhanh với từ trường siêu mạnh — thì việc từ trường truyền năng lượng ra môi trường xung quanh sẽ giúp vụ nổ sáng hơn và kéo dài thời gian phát bức xạ. [1]

Nguồn năng lượng dồi dào giải phóng từ tàn dư sao từ quay nhanh này được xác định là cơ chế chính giúp duy trì độ sáng cho luồng tia X suốt gần 10 phút, thay vì tắt ngấm chỉ sau vài giây như các kịch bản va chạm thông thường. [1]

Xác định khoảng cách vũ trụ và loại trừ các kịch bản khác

Để tính toán chính xác khoảng cách của sự kiện, nhóm nghiên cứu đã sử dụng thiết bị phân tích phổ X-Shooter gắn trên kính viễn vọng VLT. Kết quả đo đạc cho thấy độ dịch chuyển đỏ của nguồn sáng đạt giá trị z = 0.6610. [1]

Chỉ số độ dịch chuyển đỏ này chứng minh vụ va chạm xảy ra ở khoảng cách hơn 6 tỷ năm ánh sáng so với Trái Đất. Như vậy, ánh sáng từ sự kiện này đã du hành trong không gian suốt hơn 6 tỷ năm trước khi đến được các cảm biến quan sát, nghĩa là sự cố xảy ra từ trước khi Hệ Mặt Trời hình thành. [1]

Bên cạnh đó, một giả thuyết khác được đặt ra là luồng tia X kéo dài có thể xuất phát từ sự sụp đổ của một ngôi sao lớn đơn lẻ. Để kiểm tra khả năng này, nhóm nghiên cứu dùng thiết bị FORS2 trên kính VLT để quét tìm dấu vết của một vụ nổ siêu tân tinh kèm theo. Tuy nhiên, dữ liệu thu được hoàn toàn không ghi nhận sự xuất hiện của siêu tân tinh. Sự vắng bóng của siêu tân tinh cùng độ dịch chuyển đỏ xa xôi đã củng cố kết luận rằng nguồn phát chính là vụ sáp nhập sao neutron. [1]

Triển vọng phát hiện các vụ sáp nhập tàn dư vũ trụ

Trong nhiều năm, việc tìm kiếm mối liên hệ trực tiếp giữa các chớp tia X ngắn hạn và hiện tượng sáp nhập sao neutron gặp nhiều trở ngại do các tín hiệu ứng viên thường mờ đi quá nhanh, không đủ thời gian để các kính viễn vọng thu thập đủ phổ bức xạ. [1]

Việc ghi nhận thành công sự kiện EP250704a chứng minh rằng các chớp bức xạ tia X kéo dài vài phút là dấu vết hiệu quả giúp phát hiện các vụ va chạm vũ trụ cực đoan ở khoảng cách xa. [1]

Các nhà thiên văn học kỳ vọng trong các đợt quan sát tiếp theo, việc kết hợp theo dõi các chớp tia X này cùng tín hiệu sóng hấp dẫn thu được từ cùng một nguồn sẽ giúp đánh giá chính xác tần suất tạo thành sao từ sau các vụ sáp nhập trong vũ trụ. [1]