newboi
Đàn iem Duy Mạnh
ngày 16 tháng 11 năm 2025 10:19 pm
phát hiện của LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory) cung cấp manh mối quan trọng về vai trò của lỗ đen trong nguồn gốc của tia vũ trụ
nhóm các nhà khoa học Trung Quốc và quốc tế đã công bố kết quả khoa học mới nhất từ Đài quan sát Mưa sao băng Lớn ở Độ cao Lớn (LHAASO) huyện Đạo Thành, tỉnh Tứ Xuyên vào Chủ nhật. Dữ liệu đã giải đáp một bí ẩn kéo dài hàng thập kỷ về phổ năng lượng tia vũ trụ, cho thấy sự sụt giảm mạnh - hay còn gọi là "đầu gối" [knee] - ở mức năng lượng trên 3 peta-electronvolt (PeV).
nguyên nhân của "đầu gối" vẫn chưa được làm rõ kể từ khi được phát hiện gần 70 năm trước. Các nhà khoa học suy đoán rằng nó có liên quan đến giới hạn gia tốc của các nguồn tia vũ trụ vật lý thiên văn và phản ánh sự chuyển đổi của phổ năng lượng tia vũ trụ từ phân bố lũy thừa này sang phân bố lũy thừa khác.
2 nghiên cứu - được công bố lần lượt trên Tạp chí Khoa học Quốc gia và Bản tin Khoa học - chứng minh rằng các vi chuẩn tinh được thúc đẩy bởi sự bồi tụ của hệ thống lỗ đen là những “máy gia tốc hạt” mạnh mẽ trong Ngân Hà và có khả năng là nguồn gốc của "đầu gối". Các nghiên cứu này cũng thúc đẩy sự hiểu biết về các quá trình vật lý cực đoan của các hệ thống lỗ đen, theo nguồn tin từ Viện Vật lý Năng lượng Cao, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) cho biết hôm Chủ nhật.
lỗ đen, một trong những vật thể bí ẩn nhất trong vũ trụ, tạo ra các tia gần bằng tốc độ ánh sáng khi hút vật chất từ các ngôi sao đồng hành trong hệ sao đôi, hình thành nên các vi chuẩn tinh. Trong nghiên cứu này, LHAASO lần đầu tiên đã phát hiện một cách có hệ thống các tia gamma năng lượng cực cao từ 5 vi chuẩn tinh.
kết quả cho thấy các tia vũ trụ chính tạo ra các tia gamma này có thể có năng lượng vượt quá 1 PeV hoặc thậm chí 10 PeV—vượt qua ngưỡng năng lượng của vùng "đầu gối". Phát hiện này đã giải quyết vấn đề tồn tại từ lâu rằng các nguồn tia vũ trụ đã được biết đến trước đây, chẳng hạn như tàn dư siêu tân tinh, không thể vượt qua ngưỡng này, cả về mặt quan sát lẫn lý thuyết.
để hiểu rõ hơn về hiện tượng này, việc đo lường chính xác phổ năng lượng của các loại tia vũ trụ khác nhau và các vùng "đầu gối" tương ứng của chúng là rất cần thiết. Tuy nhiên, do sự hiếm hoi của tia vũ trụ trong vùng "đầu gối" và sự can thiệp của khí quyển, việc phân biệt proton với các hạt nhân khác là rất khó khăn và từng được coi là bất khả thi.
dựa trên các kỹ thuật đo lường đa thông số của LHAASO, nhóm nghiên cứu đã thu được một mẫu thống kê lớn các proton có độ tinh khiết cao với độ chính xác tương đương với các thí nghiệm vệ tinh. Phép đo này đã tiết lộ một cấu trúc mới trong phổ năng lượng hoàn toàn bất ngờ, thể hiện rõ ràng một "thành phần năng lượng cao" mới.
phát hiện mới của LHAASO, cùng với thành phần năng lượng thấp và thành phần năng lượng trung gian được đo lường bởi các thí nghiệm trên không gian, đã tiết lộ sự tồn tại của nhiều quần thể “máy gia tốc” trong Dải Ngân Hà, mỗi quần thể sở hữu khả năng gia tốc và dải năng lượng riêng biệt. "Đầu gối" biểu thị giới hạn gia tốc của các nguồn tạo ra thành phần năng lượng cao.
2 khám phá này hỗ trợ lẫn nhau, đưa ra một bức tranh khoa học toàn diện. Điều này không chỉ đánh dấu một bước tiến đáng kể trong việc giải đáp bí ẩn lâu đời về nguồn gốc của "đầu gối", mà còn cung cấp bằng chứng quan sát quan trọng để hiểu vai trò của lỗ đen trong nguồn gốc của tia vũ trụ.
theo viện sĩ Cao Chấn viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) và nhà khoa học trưởng của LHAASO, thiết kế mảng máy dò lai của cơ sở này cho phép phát hiện các nguồn tia vũ trụ thông qua tia gamma năng lượng cực cao, đồng thời cho phép đo lường chính xác các hạt tia vũ trụ trong vùng lân cận Hệ Mặt Trời.
lần đầu tiên, cấu trúc "đầu gối" được kết nối quan sát với một loại nguồn vật lý thiên văn cụ thể - hệ thống tia lỗ đen. Cao Chấn nói với tờ Hoàn Cầu Thời báo hôm Chủ nhật rằng ước tính có khoảng một chục nguồn như vậy trong Thiên hà của chúng ta.
Cao Chấn nói thêm rằng nguyên lý hoạt động của một số máy gia tốc nhân tạo tương tự như nguyên lý hoạt động của gia tốc tia vũ trụ, và việc hiểu được các cơ chế này có tiềm năng được áp dụng trong các máy gia tốc hạt thế hệ tiếp theo.
LHAASO, một đài quan sát tia vũ trụ trên mặt đất do các nhà khoa học Trung Quốc thiết kế, xây dựng và vận hành, nằm ở độ cao 4.410 mét trên núi Hải Tử thuộc huyện Đạo Thành, tỉnh Tứ Xuyên, Tây Nam Trung Quốc. Nó đã dẫn đầu trong nghiên cứu tia vũ trụ năng lượng cao do độ nhạy của nó trong cả thăm dò thiên văn tia gamma và đo lường độ chính xác của tia vũ trụ, và đã đạt được một loạt các khám phá có tác động toàn cầu, góp phần vào sự hiểu biết của con người về các quá trình vật lý cực đoan trong vũ trụ.
phát hiện của LHAASO (Large High Altitude Air Shower Observatory) cung cấp manh mối quan trọng về vai trò của lỗ đen trong nguồn gốc của tia vũ trụ
nhóm các nhà khoa học Trung Quốc và quốc tế đã công bố kết quả khoa học mới nhất từ Đài quan sát Mưa sao băng Lớn ở Độ cao Lớn (LHAASO) huyện Đạo Thành, tỉnh Tứ Xuyên vào Chủ nhật. Dữ liệu đã giải đáp một bí ẩn kéo dài hàng thập kỷ về phổ năng lượng tia vũ trụ, cho thấy sự sụt giảm mạnh - hay còn gọi là "đầu gối" [knee] - ở mức năng lượng trên 3 peta-electronvolt (PeV).
nguyên nhân của "đầu gối" vẫn chưa được làm rõ kể từ khi được phát hiện gần 70 năm trước. Các nhà khoa học suy đoán rằng nó có liên quan đến giới hạn gia tốc của các nguồn tia vũ trụ vật lý thiên văn và phản ánh sự chuyển đổi của phổ năng lượng tia vũ trụ từ phân bố lũy thừa này sang phân bố lũy thừa khác.
2 nghiên cứu - được công bố lần lượt trên Tạp chí Khoa học Quốc gia và Bản tin Khoa học - chứng minh rằng các vi chuẩn tinh được thúc đẩy bởi sự bồi tụ của hệ thống lỗ đen là những “máy gia tốc hạt” mạnh mẽ trong Ngân Hà và có khả năng là nguồn gốc của "đầu gối". Các nghiên cứu này cũng thúc đẩy sự hiểu biết về các quá trình vật lý cực đoan của các hệ thống lỗ đen, theo nguồn tin từ Viện Vật lý Năng lượng Cao, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) cho biết hôm Chủ nhật.
lỗ đen, một trong những vật thể bí ẩn nhất trong vũ trụ, tạo ra các tia gần bằng tốc độ ánh sáng khi hút vật chất từ các ngôi sao đồng hành trong hệ sao đôi, hình thành nên các vi chuẩn tinh. Trong nghiên cứu này, LHAASO lần đầu tiên đã phát hiện một cách có hệ thống các tia gamma năng lượng cực cao từ 5 vi chuẩn tinh.
kết quả cho thấy các tia vũ trụ chính tạo ra các tia gamma này có thể có năng lượng vượt quá 1 PeV hoặc thậm chí 10 PeV—vượt qua ngưỡng năng lượng của vùng "đầu gối". Phát hiện này đã giải quyết vấn đề tồn tại từ lâu rằng các nguồn tia vũ trụ đã được biết đến trước đây, chẳng hạn như tàn dư siêu tân tinh, không thể vượt qua ngưỡng này, cả về mặt quan sát lẫn lý thuyết.
để hiểu rõ hơn về hiện tượng này, việc đo lường chính xác phổ năng lượng của các loại tia vũ trụ khác nhau và các vùng "đầu gối" tương ứng của chúng là rất cần thiết. Tuy nhiên, do sự hiếm hoi của tia vũ trụ trong vùng "đầu gối" và sự can thiệp của khí quyển, việc phân biệt proton với các hạt nhân khác là rất khó khăn và từng được coi là bất khả thi.
dựa trên các kỹ thuật đo lường đa thông số của LHAASO, nhóm nghiên cứu đã thu được một mẫu thống kê lớn các proton có độ tinh khiết cao với độ chính xác tương đương với các thí nghiệm vệ tinh. Phép đo này đã tiết lộ một cấu trúc mới trong phổ năng lượng hoàn toàn bất ngờ, thể hiện rõ ràng một "thành phần năng lượng cao" mới.
phát hiện mới của LHAASO, cùng với thành phần năng lượng thấp và thành phần năng lượng trung gian được đo lường bởi các thí nghiệm trên không gian, đã tiết lộ sự tồn tại của nhiều quần thể “máy gia tốc” trong Dải Ngân Hà, mỗi quần thể sở hữu khả năng gia tốc và dải năng lượng riêng biệt. "Đầu gối" biểu thị giới hạn gia tốc của các nguồn tạo ra thành phần năng lượng cao.
2 khám phá này hỗ trợ lẫn nhau, đưa ra một bức tranh khoa học toàn diện. Điều này không chỉ đánh dấu một bước tiến đáng kể trong việc giải đáp bí ẩn lâu đời về nguồn gốc của "đầu gối", mà còn cung cấp bằng chứng quan sát quan trọng để hiểu vai trò của lỗ đen trong nguồn gốc của tia vũ trụ.
theo viện sĩ Cao Chấn viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (CAS) và nhà khoa học trưởng của LHAASO, thiết kế mảng máy dò lai của cơ sở này cho phép phát hiện các nguồn tia vũ trụ thông qua tia gamma năng lượng cực cao, đồng thời cho phép đo lường chính xác các hạt tia vũ trụ trong vùng lân cận Hệ Mặt Trời.
lần đầu tiên, cấu trúc "đầu gối" được kết nối quan sát với một loại nguồn vật lý thiên văn cụ thể - hệ thống tia lỗ đen. Cao Chấn nói với tờ Hoàn Cầu Thời báo hôm Chủ nhật rằng ước tính có khoảng một chục nguồn như vậy trong Thiên hà của chúng ta.
Cao Chấn nói thêm rằng nguyên lý hoạt động của một số máy gia tốc nhân tạo tương tự như nguyên lý hoạt động của gia tốc tia vũ trụ, và việc hiểu được các cơ chế này có tiềm năng được áp dụng trong các máy gia tốc hạt thế hệ tiếp theo.
LHAASO, một đài quan sát tia vũ trụ trên mặt đất do các nhà khoa học Trung Quốc thiết kế, xây dựng và vận hành, nằm ở độ cao 4.410 mét trên núi Hải Tử thuộc huyện Đạo Thành, tỉnh Tứ Xuyên, Tây Nam Trung Quốc. Nó đã dẫn đầu trong nghiên cứu tia vũ trụ năng lượng cao do độ nhạy của nó trong cả thăm dò thiên văn tia gamma và đo lường độ chính xác của tia vũ trụ, và đã đạt được một loạt các khám phá có tác động toàn cầu, góp phần vào sự hiểu biết của con người về các quá trình vật lý cực đoan trong vũ trụ.
Sửa lần cuối:
