Canxi trong răng và xương của bạn từng đến từ một vụ nổ supernova trong vũ trụ

Canxi trong răng và xương của bạn lúc này có thể đến từ một vụ nổ supernova cách Trái Đất hàng chục triệu năm ánh sáng. Đó là một giả định hoàn toàn thực tế đến từ một khám phá mới, trong đó, các nhà khoa học cho rằng một nửa lượng canxi trong vũ trụ thực chất đều bắt nguồn từ những vụ nổ supernova cực hiếm dạng này.

Đây cũng là lần đầu tiên 67 nhà khoa học đến từ 15 quốc gia quan sát được giai đoạn cuối cùng trong vòng đời của những ngôi sao nặng giàu canxi. Các hình ảnh hồng ngoại và tia X thu được từ không gian sâu đã lấp đầy nhiều lỗ hổng kiến thức của chúng ta về quá trình chết của những ngôi sao từng được coi là nhân tố bí ẩn ấy.

"Những sự kiện này xảy ra với số lượng quá ít nên chúng tôi chưa bao giờ biết được điều gì tạo ra một vụ nổ supernova giàu canxi", Wynn Jacobson-Galan, một nhà vật lý thiên văn đến từ Đại học Northwestern cho biết.

"Bằng cách quan sát những gì ngôi sao này đã làm trong tháng cuối cùng của cuộc đời trước khi nó đạt đến giai đoạn bùng nổ dữ dội, chúng tôi đã nhìn được vào một nơi trước đây chưa từng được khám phá, mở ra con đường nghiên cứu mới trong lĩnh vực khoa học mang tính khoảnh khắc này".

Một trận lũ tia X năng lượng cao

Vụ nổ supernova chúng ta đề cập đến ở đây được ký hiệu là SN 2019ehk. Nó được một nhà thiên văn nghiệp dư Joel Shepherd phát hiện lần đầu tiên trong thiên hà xoắn ốc Messier 100 (M100) cách Trái đất khoảng 55 triệu năm ánh sáng.

SN 2019ehk được quan sát thấy khi nó nhanh chóng mất khối lượng, tạo ra một lớp khí bên ngoài vỏ khiến các vật chất phát nổ sau đó va chạm với nhau.

Rất nhanh sau khi Shepherd phát hiện ra điều đó, hầu hết các kính thiên văn lớn của Trái Đất đều đã hướng vào vụ nổ supernova này để theo dõi nó. Đối với các sự kiện thoáng qua như thế này, tốc độ là rất quan trọng.

Trong quá trình quan sát SN 2019ehk, các nhà thiên văn đã bị bất ngờ bởi cường độ tia X mà nó phát ra. Họ miêu tả đó là một trận lũ tia X mang năng lượng cao chảy ra từ ngôi sao và va vào lớp vỏ khí bên ngoài của nó. Chi tiết này vô tình đã cung cấp manh mối cho các nhà khoa học biết ngôi sao đang phát ra loại vật chất nào khi nó phát nổ.

Phân tích tia X cho thấy khi ngôi sao sắp chết, các phản ứng của vật chất bị đẩy ra và vòng khí bên ngoài đã đẩy nhiệt độ và áp suất lên mức rất cao, dẫn đến phản ứng hạt nhân tạo ra canxi. Ngôi sao lúc đó đang cố gắng tách nhiệt và năng lượng ra càng nhanh càng tốt.

"Hầu hết các ngôi sao lớn tạo ra một lượng nhỏ canxi trong suốt cuộc đời của chúng, nhưng các sự kiện như SN 2019ehk dường như chịu trách nhiệm cho phần lớn lượng canxi còn lại trong vũ trụ", nhà thiên văn học Régis Cartier đến từ Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Thiên văn Quang hồng ngoại Quốc gia Hoa Kỳ cho biết.

"Trong quá trình phát nổ, các sự kiện supernova này sẽ phân tán canxi trên phạm vi không gian giữa các vì sao trong các thiên hà. Lượng canxi này cuối cùng sẽ hình thành nên các hệ hành tinh và rồi đi vào cơ thể chúng ta trong trường hợp chúng ta ở Trái Đất".

Giải mã bí ẩn nguồn gốc canxi trong vũ trụ

Nguồn gốc của canxi trong vũ trụ là một chủ đề mà các nhà khoa học rất muốn tìm hiểu. Thật không may, các vụ nổ supernova như SN 2019ehk thường dễ bị bỏ qua. Ngay cả các kính thiên văn cỡ lớn như Hubble cũng đã không phát hiện ra nó.

Đó là miền đất cho phép các nhà thiên văn nghiệp dư khi họ chĩa kính viễn vọng của họ lên bầu trời để điền vào khoảng trống tri thức. Chỉ 10 giờ sau khi chùm sáng ban đầu của SN 2019ehk được Joel Shepherd phát hiện, một số kính thiên văn tốt nhất mà trên thế giới đã sẵn sàng để ghi lại những gì xảy ra tiếp theo sau đó.

Công việc sau đó được mở rộng ra tới 15 quốc gia với sự tham gia của tổng cộng 67 nhà khoa học. Đây là một ví dụ tuyệt vời về sự hợp tác của một cộng đồng khoa học quốc tế làm việc cùng nhau để nắm bắt và ghi lại một sự kiện quan trọng trong vũ trụ.

"Trước sự kiện này, chúng tôi đã có thể gián tiếp đoán được điều gì sẽ xảy ra và không xảy ra trong một vụ nổ supernova giàu canxi", nhà vật lý thiên văn Raffaella Margutti từ Đại học Northwestern cho biết. "Bây giờ sau khi trực tiếp quan sát thấy SN 2019ehk, chúng tôi đã có thể tự tin loại trừ một số khả năng trong đó".

Báo cáo về vụ nổ supernova giàu canxi đã được đăng trên tạp chí The Astrophysical Journal . Các nhà khoa học cho biết đó là sự kiện thiên văn sinh ra nhiều canxi nhất mà con người từng quan sát được.

Khám phá mới này sẽ mở ra những lĩnh vực nghiên cứu mới và cho chúng ta những ý tưởng tốt hơn về cách mà canxi trong xương và răng - cũng như ở mọi nơi khác trong vũ trụ - hình thành.

Tham khảo Sciencealert