Nguy cơ từ các siêu tân tinh được xác định bởi NASA

Các nhà khoa học thiên văn đã sử dụng dữ liệu từ Đài quan sát tia X Chandra của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) và các kính viễn vọng khác để xác định một mối đe dọa mới đối với sự tồn tại của cuộc sống trên các hành tinh giống như Trái đất. Theo kết quả được đăng tải trong thông cáo báo chí mới nhất, các nhà khoa học đã phát hiện ra rằng, trong một giai đoạn nào đó, các tia X cực mạnh từ các ngôi sao phát nổ có thể ảnh hưởng đến các hành tinh cách xa hơn 100 năm ánh sáng. Đây là một phát hiện quan trọng đối với việc nghiên cứu về ngoại hành tinh và khả năng sinh sống của chúng.

Mối đe dọa này xuất phát từ sự tấn công của các sóng siêu tân tinh lên lớp khí dày đặc bao quanh ngôi sao phát nổ. Các tác động của sự kiện này có thể tạo ra một lượng lớn tia X đến một hành tinh giống như Trái đất, và tác động này có thể kéo dài từ vài tháng đến vài năm sau khi ngôi sao phát nổ. Những tác động dữ dội này có thể gây ra sự kiện tuyệt chủng trên hành tinh.

Để nghiên cứu về mối đe dọa này, các nhà khoa học đã dựa trên các quan sát tia X của 31 siêu tân tinh và hậu quả của chúng từ các sứ mệnh Swift và NuSTAR của NASA, XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Đài quan sát tia X Chandra của NASA. Kết quả cho thấy rằng, các hành tinh có thể phải chịu liều lượng gây chết người của bức xạ nằm cách xa khoảng 160 năm ánh sáng. Bốn trong số các siêu tân tinh trong nghiên cứu (SN 1979C, SN 1987A, SN 2010jl và SN 1994I) được hiển thị trong các hình ảnh tổng hợp chứa dữ liệu Chandra trong hình ảnh bổ sung.

Credits: NASA/CXC/Univ. of Illinois/I. Brunton et al.

Trước đây, hầu hết các nghiên cứu về tác động của các vụ nổ siêu tân tinh tập trung vào hai giai đoạn đáng lo ngại nhất: bức xạ cực mạnh được phát ra trong vài ngày và vài tháng sau vụ nổ, cùng với sự xuất hiện của các hạt năng lượng hàng trăm đến hàng nghìn năm sau đó.

Nếu một dòng tia X quét qua một hành tinh gần đó, bức xạ có thể gây ảnh hưởng đáng kể đến tính chất hóa học của khí quyển của hành tinh đó. Đối với một hành tinh giống Trái đất, quá trình này có thể gây mất một phần đáng kể lớp ôzôn – một yếu tố bảo vệ cuối cùng của sự sống trước bức xạ cực tím nguy hiểm của ngôi sao chủ. Hơn nữa, điều này cũng có thể dẫn đến tuyệt chủng của nhiều loại sinh vật, đặc biệt là sinh vật biển ở nền tảng của chuỗi thức ăn.

Sau nhiều năm tiếp xúc với tia X gây tử vong do tương tác của siêu tân tinh và tác động của bức xạ cực tím từ một ngôi sao chủ của hành tinh giống Trái đất, một lượng lớn nitơ điôxít có thể được tạo ra, gây ra đám mây màu nâu trong bầu khí quyển, như được minh họa trong hình ảnh. Thêm vào đó, thiệt hại cho thực vật có thể dẫn đến một khối đất “khử màu xanh”.

Trong khi đó, bảng số 1 do một nghệ sĩ riêng biệt tạo ra, mô tả một hành tinh giống Trái đất với nhiều loài sống tồn tại vào thời điểm xảy ra siêu tân tinh gần đó, nhiều năm trước khi hầu hết các tác động của tia X được cảm nhận (bảng số 2).

Credits: NASA/CXC/M. Weiss

Trong bộ ảnh bao gồm bốn siêu tân tinh, SN 2010jl là nguồn phát tia X mạnh nhất. Theo ước tính của các nhà khoa học, nó đã phóng ra một lượng tia X đủ để gây tử vong đối với các hành tinh tương tự Trái đất cách chúng ta khoảng chưa đầy 100 năm ánh sáng.

Các chứng cứ khá mạnh mẽ, bao gồm phát hiện của một loại sắt phóng xạ tại các địa điểm khác nhau trên toàn cầu, cho thấy rằng siêu tân tinh đã xảy ra gần Trái đất trong khoảng thời gian từ 2 triệu đến 8 triệu năm trước đây. Khoảng cách giữa Trái đất và các siêu tân tinh này được ước tính từ 65 đến 500 năm ánh sáng.

Mặc dù Trái đất và Hệ Mặt trời hiện tại đang nằm trong không gian an toàn về khả năng xảy ra các vụ nổ siêu tân tinh, nhiều hành tinh khác trong Dải Ngân hà không may gặp phải những hiểm họa này. Những sự kiện năng lượng cao này có thể làm giảm diện tích của các Vùng có thể ở được của Thiên hà – những khu vực có điều kiện thuận lợi để hỗ trợ sự sống.

Tuy nhiên, vì thông tin về tia X từ siêu tân tinh vẫn còn rất hạn chế, đặc biệt là đối với loại tương tác mạnh với môi trường xung quanh, các tác giả đã khuyến khích sự quan sát tiếp theo về các siêu tân tinh trong thời gian dài, trong nhiều tháng và năm sau khi chúng phát nổ.

Kết quả nghiên cứu được miêu tả trong bài báo xuất bản trên Tạp chí Vật lý thiên văn ngày 20 tháng 4 năm 2023, với sự tham gia của các tác giả Ian Brunton, Connor O’Mahoney và Brian Fields từ Đại học Illinois tại Urbana-Champaign, cùng với Adrian Melott từ Đại học Kansas và Brian Thomas từ Đại học Washburn tại Kansas.


Add Comment