Các nhà khoa học đã tìm ra giải thích cho 14 cơn bão xanh bí ẩn được ghi nhận trong không gian từ năm 2018.

Giả thuyết mới về nguồn gốc của các hiện tượng chuyển tiếp quang học xanh nhanh sáng (LFBOT)

Các nhà khoa học từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard đã đề xuất giải thích, tại sao trong vũ trụ có thể xuất hiện những tia chớp mạnh và ngắn ngủi màu xanh lục, được biết đến với tên gọi LFBOT. Mô hình của họ liên kết các sự kiện này với sự sụp đổ của một ngôi sao nhỏ (lỗ đen hoặc sao neutron), khi nó “hấp thụ” ngôi sao Wolf–Rayet láng bừng – hạt nhân heliu nóng, còn lại sau khi một ngôi sao khổng lồ mất lớp vỏ hydro bên ngoài.

LFBOT là gì?
- Viết tắt: *Luminous Fast Blue Optical Transients* – “chuyển tiếp quang học xanh nhanh sáng”.
- Cuộc sống ngắn gọn: điểm cao độ và sự suy giảm xảy ra trong vài ngày.
- Màu xanh: các tia chớp giữ màu xanh lục gần như suốt thời gian kéo dài, cho thấy nhiệt độ rất cao.

Từ năm 2018, khi LFBOT được ghi nhận lần đầu tiên, các nhà thiên văn đã phát hiện thêm mười bốn sự kiện tương tự. Chúng khác biệt với siêu tân tinh thông thường bởi tốc độ tiến triển nhanh và mức độ “màu xanh” mà chúng duy trì.

Tại sao các kịch bản trước đây không phù hợp?
1. Siêu tân tinh có sụp đổ hạt nhân – giả định vụ nổ của một ngôi sao khổng lồ, nhưng dữ liệu quan sát về những thiên hà chủ nhà của LFBOT không trùng khớp với môi trường điển hình của siêu tân tinh.
2. Sự phá vỡ do hút (TDE) – các sự kiện khi lỗ đen cắt và hấp thụ một ngôi sao, cũng không giải thích được môi trường đặc trưng của LFBOT.

Annie Newjean và đồng nghiệp đã phân tích những thiên hà nơi có quan sát thấy tia chớp, và kết luận: LFBOT xảy ra trong các môi trường khác biệt so với những gì siêu tân tinh và TDE dự đoán.

Mô hình “hòa trộn” trong hệ thống đôi
1. Cấu hình ban đầu – hai ngôi sao khổng lồ đang có tương tác quỹ đạo gần gũi.
2. Hành vi ăn thịt – một trong số chúng (“kẻ ăn thịt”) dần lấy lớp vỏ hydro bên ngoài của ngôi sao “nhà cung cấp”.
3. Kết quả cho nhà cung cấp – sau khi mất lớp vỏ, chỉ còn hạt nhân heliu gần như hoàn toàn, tức là ngôi sao Wolf–Rayet.
4. Kẻ ăn thịt trở thành siêu tân tinh – khi tích tụ đủ khối lượng, nó nhanh chóng tiêu hao nhiên liệu và sụp đổ thành lỗ đen hoặc sao neutron.

Khi sụp đổ, hệ thống nhận được một “đánh bật” (kick), đẩy cặp ngôi sao ra khỏi vùng dày đặc của thiên hà tới biên giới của nó.

LFBOT xuất hiện như thế nào?
- Nuôi dưỡng – sau khi tạo thành vật thể nhỏ gọn, nó sẽ “nuôi dưỡng” bề mặt ngôi sao Wolf trong hàng trăm đến nghìn năm mà không phá hủy hoàn toàn.
- Thảm họa cuối cùng – khi lỗ đen hoặc sao neutron xâm nhập vào hạt nhân heliu dày đặc của Wolf–Rayet và phá vỡ nó, xảy ra một tia chớp xanh sáng rực.
- Thời lượng – sự kiện kéo dài chỉ vài ngày.

Tại sao mô hình này có tính khả thi?
1. Hiếm gặp – những hệ thống đôi với điều kiện cần thiết (không quá sớm hòa trộn nhưng đủ gần) hiếm, phù hợp với tần suất quan sát LFBOT.
2. Môi trường xung quanh tia chớp – tại thời điểm nổ, quanh LFBOT có một không gian “trống” như thể hệ thống đã bị đẩy ra khỏi môi trường ngôi sao dày đặc, điều này khớp với hiệu ứng đánh bật.

Do đó, các nhà khoa học đề xuất rằng các chuyển tiếp quang học xanh nhanh sáng phát sinh từ sự sụp đổ của một vật thể nhỏ gọn, khi nó hấp thụ ngôi sao Wolf–Rayet láng bừng sau một thời kỳ nuôi dưỡng dài. Giải thích này phù hợp với cả đặc tính quan sát được của các tia chớp lẫn độ hiếm và môi trường xung quanh chúng.