Tín hiệu bí ẩn vẫn liên tục đến từ không gian. Chúng ta đã tìm thấy ‘viên đá Rosetta’ của chúng
Mysterious signals keep coming from space. We have found their ‘Rosetta stone’
Seeing a signal in different kinds of light is like having a text written in several forms of writing – it makes it easier to decipher.
Việc nhìn thấy một tín hiệu bằng nhiều loại ánh sáng khác nhau giống như việc có một văn bản được viết bằng nhiều hình thức chữ viết – điều này giúp việc giải mã dễ dàng hơn.
A pair of stars spiralling around each other. That’s the origin of a new source of repeating radio bursts we’ve detected, called ASKAP J1745.
Một cặp sao xoắn ốc quanh nhau. Đó là nguồn gốc của một nguồn bùng phát sóng radio lặp lại mới mà chúng tôi đã phát hiện, được gọi là ASKAP J1745.
In recent years, astronomers have been puzzling over mysterious bursts of radio signals, known as long-period transients because of how slowly they repeat. They were first discovered by chance with telescopes scanning large chunks of the sky.
Trong những năm gần đây, các nhà thiên văn học đã băn khoăn về những vụ bùng phát tín hiệu radio bí ẩn, được gọi là vật thể chuyển tiếp chu kỳ dài (long-period transients) vì tần suất lặp lại rất chậm. Chúng ban đầu được phát hiện một cách tình cờ khi các kính thiên văn quét các khu vực lớn trên bầu trời.
To date, astronomers have only found a dozen of these weird sources, and we’re still trying to understand exactly what they are.
Tính đến nay, các nhà thiên văn học mới chỉ tìm thấy khoảng một tá nguồn kỳ lạ này, và chúng tôi vẫn đang cố gắng hiểu chính xác chúng là gì.
In a new study published today in Nature Astronomy, we describe a first-of-its-kind detection – both radio and X-ray bursts repeating with each orbit.
Trong một nghiên cứu mới được công bố hôm nay trên Nature Astronomy, chúng tôi mô tả một phát hiện lần đầu tiên – cả sóng radio và sóng X-quang đều bùng phát và lặp lại theo mỗi quỹ đạo.
ASKAP J1745 is exciting because we’ve figured out what it is, unlike 10 of the 12 known long-period transients. Even better, we were able to detect it with a bunch of different telescopes that observe all different kinds of light.
ASKAP J1745 rất thú vị vì chúng tôi đã xác định được bản chất của nó, khác với 10 trong số 12 vật thể chuyển tiếp chu kỳ dài đã biết. Thậm chí tốt hơn, chúng tôi đã có thể phát hiện nó bằng một loạt các kính thiên văn khác nhau quan sát tất cả các loại ánh sáng khác nhau.
Bearing the same message in three forms of writing, the famous Rosetta stone once helped scholars decipher ancient Egyptian hieroglyphs. Similarly, this extra information we found about ASKAP J1745 will help astronomers better understand the mystery of all long-period transients.
Mang cùng một thông điệp bằng ba hệ thống chữ viết, viên đá Rosetta nổi tiếng từng giúp các học giả giải mã chữ tượng hình Ai Cập cổ đại. Tương tự, thông tin bổ sung chúng tôi tìm thấy về ASKAP J1745 sẽ giúp các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về bí ẩn của tất cả các vật thể chuyển tiếp chu kỳ dài.
What do long-period radio transients look like?
Các hiện tượng vô tuyến chu kỳ dài trông như thế nào?
Long-period transients are things in space that produce bright, repeating bursts of light at radio wavelengths. Little is known about the origins of most long-period transients. In addition, many have been discovered close to the dusty region in the middle of our galaxy, so it can be hard to see them with visible-light telescopes.
Các hiện tượng vô tuyến chu kỳ dài là những vật thể trong không gian tạo ra các vụ bùng sáng lặp lại ở bước sóng vô tuyến. Rất ít người biết về nguồn gốc của hầu hết các hiện tượng vô tuyến chu kỳ dài này. Ngoài ra, nhiều nguồn đã được phát hiện gần khu vực bụi ở trung tâm thiên hà của chúng ta, vì vậy rất khó để quan sát chúng bằng kính thiên văn ánh sáng nhìn thấy.
Even with just a dozen of these strange sources discovered so far, they seem to come in a few different shapes and sizes. Their radio bursts repeat on timescales of minutes to hours.
Ngay cả với số lượng ít 12 nguồn lạ này được phát hiện cho đến nay, chúng dường như có nhiều hình dạng và kích thước khác nhau. Các vụ bùng vô tuyến của chúng lặp lại trong khoảng thời gian từ phút đến giờ.
Some have been making regular pulses for more than 30 years, while others turn off for days at a time or go permanently radio-silent.
Một số đã phát ra các xung đều đặn trong hơn 30 năm, trong khi những nguồn khác lại ngừng hoạt động trong nhiều ngày hoặc trở nên im lặng vô tuyến vĩnh viễn.
Where do they come from?
Chúng đến từ đâu?
Astronomers initially thought long-period transients were just very slowly spinning neutron stars, called pulsars. These are the fast-rotating dense cores left after the supernova explosions of massive stars.
Ban đầu, các nhà thiên văn học nghĩ rằng các hiện tượng thoáng qua chu kỳ dài chỉ là những ngôi sao neutron quay rất chậm, được gọi là sao xung (pulsars) . Đây là những lõi đậm đặc quay nhanh còn sót lại sau vụ nổ siêu tân tinh của các ngôi sao khối lượng lớn.
The first few of these radio transients discovered were repeating roughly every 20 minutes. That’s much slower than the average pulsar, which repeats every few seconds.
Một vài hiện tượng thoáng qua bằng radio được phát hiện đầu tiên này lặp lại khoảng 20 phút một lần. Điều này chậm hơn nhiều so với sao xung trung bình, vốn lặp lại sau vài giây.
Furthermore, when pulsars slow down their spin, they should stop producing radio light. This means we shouldn’t see radio bursts from neutron stars rotating so slowly.
Hơn nữa, khi sao xung giảm tốc độ quay, chúng sẽ ngừng phát ra ánh sáng radio. Điều này có nghĩa là chúng ta không nên thấy các vụ bùng phát radio từ những ngôi sao neutron quay chậm như vậy.
So astronomers investigated other theories involving white dwarfs – the slowly cooling dead centres of less massive stars. And recently we discovered some long-period transients in binary systems (two stars in a close orbit) with evidence of both a white dwarf and a lower-mass red dwarf star.
Vì vậy, các nhà thiên văn học đã nghiên cứu các lý thuyết khác liên quan đến sao lùn trắng – những trung tâm đã chết và nguội dần của các ngôi sao ít khối lượng hơn. Và gần đây chúng ta đã phát hiện một số hiện tượng thoáng qua chu kỳ dài trong các hệ sao đôi (hai ngôi sao quay quanh nhau ở quỹ đạo gần) với bằng chứng về cả sao lùn trắng và một ngôi sao lùn đỏ khối lượng thấp hơn.
The discovery of ASKAP J1745
Phát hiện ASKAP J1745
ASKAP J1745 is a new long-period radio transient we found with the ASKAP radio telescope, owned and operated by CSIRO, Australia’s national science agency. It’s the first one of these strange sources that we’ve identified as a “cataclysmic variable”.
ASKAP J1745 là một nguồn bức xạ vô tuyến chuyển tiếp chu kỳ dài mới mà chúng tôi tìm thấy bằng kính thiên văn vô tuyến ASKAP, do CSIRO, cơ quan khoa học quốc gia của Úc, sở hữu và vận hành. Đây là nguồn đầu tiên trong số các nguồn kỳ lạ này mà chúng tôi xác định là một “biến thiên thảm khốc”.
Cataclysmic variables are systems with two stars – one of them a white dwarf – that orbit each other closely enough to interact. If the stars are close enough, the white dwarf’s gravity can pull (or “accrete”) material from the other star. That’s why these systems are also known as accreting white dwarf binaries.
Biến thiên thảm khốc là các hệ thống có hai ngôi sao – một trong số đó là sao lùn trắng – quay quanh nhau đủ gần để tương tác. Nếu các ngôi sao đủ gần, lực hấp dẫn của sao lùn trắng có thể kéo (hoặc “tích tụ”) vật chất từ ngôi sao kia. Đó là lý do tại sao các hệ thống này còn được gọi là sao đôi sao lùn trắng tích tụ.
Another long-period radio transient was recently discovered with X-ray bursts, repeating with the same regularity as the radio. However, the origin of the bursts and their shared timing remained unclear.
Một nguồn bức xạ vô tuyến chuyển tiếp chu kỳ dài khác gần đây đã được phát hiện với các vụ bùng xạ tia X, lặp lại với tính đều đặn tương tự như bức xạ vô tuyến. Tuy nhiên, nguồn gốc của các vụ bùng xạ và thời điểm chung của chúng vẫn chưa rõ ràng.
Now, for the first time, we have combined observations from radio, X-ray and optical telescopes to find that ASKAP J1745 produces both X-ray and radio bursts with each orbit of its two stars.
Giờ đây, lần đầu tiên, chúng tôi đã kết hợp các quan sát từ kính thiên văn vô tuyến, tia X và quang học để phát hiện ra rằng ASKAP J1745 tạo ra cả các vụ bùng xạ tia X và vô tuyến với mỗi quỹ đạo của hai ngôi sao của nó.
In these rapidly orbiting systems, the X-ray light is thought to come from the material heating up as it streams onto the white dwarf.
Trong các hệ quỹ đạo nhanh này, ánh sáng tia X được cho là đến từ vật chất nóng lên khi nó chảy vào sao lùn trắng.
The bright radio bursts were a bit more of a mystery. But knowing that this is an accreting binary system helped us figure things out.
Các vụ bùng xạ vô tuyến sáng hơn lại là một bí ẩn hơn. Nhưng việc biết rằng đây là một hệ sao đôi tích tụ đã giúp chúng tôi tìm ra lời giải.
The type of pulsed radio light we detected is typically caused by energetic particles interacting with strong magnetic fields. Here, we have the perfect combination: two stars with strong magnetic fields (typically thousands of times stronger than an MRI machine) , with charged particles flowing towards the white dwarf from the other star.
Loại ánh sáng vô tuyến xung mà chúng tôi phát hiện thường là do các hạt năng lượng tương tác với từ trường mạnh. Ở đây, chúng tôi có sự kết hợp hoàn hảo: hai ngôi sao với từ trường mạnh (thường mạnh hơn máy MRI hàng nghìn lần) , với các hạt mang điện chảy về phía sao lùn trắng từ ngôi sao kia.
What this means for the future of astronomy
Điều này có ý nghĩa gì đối với tương lai của ngành thiên văn học
This discovery is unique because we have more information and at more different wavelengths than any other previous long-period transient.
Khám phá này là độc nhất vì chúng tôi có nhiều thông tin và ở nhiều bước sóng khác nhau hơn bất kỳ hiện tượng thoáng qua chu kỳ dài nào trước đây.
Just like the Rosetta stone was key to decoding ancient Egyptian symbols, ASKAP J1745 will be key to deciphering the origins of other long-period radio transients that lack information at other wavelengths.
Giống như phiến đá Rosetta là chìa khóa để giải mã các ký hiệu Ai Cập cổ đại, ASKAP J1745 sẽ là chìa khóa để giải mã nguồn gốc của các hiện tượng vô tuyến thoáng qua chu kỳ dài khác vốn thiếu thông tin ở các bước sóng khác.
ASKAP J1745 is the first long-period transient showing signs of accretion across the spectrum of light – from radio waves to visible to X-rays. And this stream of charged material is a crucial ingredient for making the radio light we detect from these systems.
ASKAP J1745 là hiện tượng thoáng qua chu kỳ dài đầu tiên cho thấy dấu hiệu tích tụ trên toàn bộ phổ ánh sáng – từ sóng vô tuyến đến khả kiến đến tia X. Và dòng vật chất tích điện này là thành phần quan trọng để tạo ra ánh sáng vô tuyến mà chúng ta phát hiện từ các hệ thống này.
Exploring the mechanism that produces long-period radio bursts gives us a new laboratory to learn about extreme physics such as plasma flows and magnetic fields in conditions we can’t recreate on Earth.
Khám phá cơ chế tạo ra các vụ bùng phát vô tuyến chu kỳ dài mang đến cho chúng ta một phòng thí nghiệm mới để tìm hiểu về vật lý cực đoan như dòng plasma và từ trường trong các điều kiện mà chúng ta không thể tái tạo trên Trái đất.
We acknowledge the Wajarri Yamaji as the Traditional Owners and Native Title Holders of Inyarrimanha Ilgari Bundara, the CSIRO Murchison Radio-astronomy Observatory where ASKAP is located.
Chúng tôi ghi nhận Wajarri Yamaji là Chủ sở hữu Truyền thống và Người nắm giữ Quyền Bản địa của Inyarrimanha Ilgari Bundara, Đài quan sát Thiên văn Vô tuyến Murchison CSIRO nơi ASKAP tọa lạc.
Kovi Rose does not work for, consult, own shares in or receive funding from any company or organisation that would benefit from this article, and has disclosed no relevant affiliations beyond their academic appointment.
Kovi Rose không làm việc cho, tư vấn, sở hữu cổ phần hoặc nhận tài trợ từ bất kỳ công ty hoặc tổ chức nào được hưởng lợi từ bài viết này, và đã không tiết lộ bất kỳ mối liên hệ nào liên quan ngoài vị trí học thuật của họ.
Read more
-
Cả Mỹ và Iran đều đang bắn vào các tàu thương mại ở Eo biển Hormuz. Liệu cả hai bên có hành động hợp pháp không?
Both the US and Iran are firing on commercial ships in the Strait of Hormuz. Are both sides acting lawfully?
-
Thanh thiếu niên Úc bị ảnh hưởng bởi lệnh cấm mạng xã hội đang nhận ít tin tức hơn: nghiên cứu mới
Australian teens impacted by the social media ban are getting less news: new research