tìm hiểu COLLAPSAR

 

 

 

    

 

 

tìm hiểu COLLAPSAR

 

Tưởng rằng mọi việc đều được xếp đặt xong xuôi: các nguyên tố nặng đều được rèn luyện trong quá trinh va chạm các sao neutron. Song những siêu quái sao dường như đã phải xuất hiện  trong quá trình hình thành vũ trụ :collapsar.

Đây là một đối tượng với nhiều chi tiết được tác giả Benoit Rey trình bày trong Science et vie số tháng 11/2019 (bài có tên “Những sáng tạo viên chính thống của vũ trụ-Les vrais créateurs de l’Univers” ).

 

Đây là một sao khủng : nhiều chục lần lớn hơn mặt trời, tự quay nhanh. Vào cuối đời sao này co lại và nổ tung phát ra ánh sáng mạnh có thể nhìn thấy từ cuối vũ trụ, làm bắn ra những tia khổng lồ các nguyên tố : vàng (bằng 300 lần khối lượng Trái đất) , bạc (180 lần),Uranium (30 lần) platine (700 lần ).Và ngoài ra gadonium,francium,polonium, europium,…

Danh từ collapsar được tạo nên nhờ kết hợp hai từ : collapse-co lại & star-sao.Từ thế hệ này sang thế hệ khác những bùng nổ đó đã bắn ra nhiều nguyên tố nặng , làm hình thành nhiều tỷ thiên hà (trong đó có ngân hà chúng ta) tạo nên nhiều quặng các chất quan trọng cho văn minh công nghệ .

Sau đây là dự phỏng hình thành collapsar của nhà thiên văn Daniel Siege (đại học Guelph, Canada: “ Một sao có khối lượng cỡ ~ 30 khối lượng Mặt trời quay với vận tốc 100 đến 300 km/s ở xích đạo sẽ kết thúc bằng một collapsar “.Trong quá trình co, mọi năng lượng tập trung vào tâm ,ở đấy hình thành một lỗ đen và xung quanh là một đĩa bán kính ~ hàng trăm km, mật độ 100 000 t/cm.Đĩa này sẽ là nơi của những quá trình gọi là “r” ( r=rapide-nhanh) là sự kết hợp nhiều neutron, sự phân rã thành protons. Như vậy cuối cùng người ta đã tìm thấy tọa độ xảy ra các quá trình “r” mà người ta đã truy tìm từ nhiều thập kỷ!

 

Hinh1 minh họa 5 công đoạn hình thành các nguyên tố nặng.

 

 

 

Hình .Đĩa của collapsar tạo nên các nguyên tố nặng

Trên hình 1 ta có:

1. Sao lớn bùng nổ, tâm bến thành lỗ đen
2. Và bao quanh là một đĩa protons+neutrons
3. Đĩa tương tác với gió neutrino
4. neutrons và protons kết hợp thành nguyên tố nặng
5. các nguyên tố nặng khuếch tán trong không gian.

 

Muốn có những nguyên tố như uranium cần những điều kiện đăc biệt, các nhà vật lý cho rằng đây là những điều kiện có trong “r”.Phải kết hợp nhiều hạt nhân trong thời gian ngắn để kết quả không kịp phân rã vì phóng xạ, cần có những mật độ khủng khiếp 10 ²⁰ neutrons/cm ³ .Những điều kiện chỉ có thể có trong siêu tân tinh và trong collapsar.

Mặt khác điều này –sự hình thành các nguyên tố nặng- cũng có thể xảy ra trong va chạm 2 sao neutron (tín hiệu GW170817-Ligo &Virgo năm 2017).Song ở độ sau 5000 m dưới Thái bình dương người ta tìm thấy những chất từ ngoài trái đất có thể của quá trình “r” có tuổi rất sớm mà các kết hợp khác không kịp xảy ra được để có các chất đó- Daniel Siegel phát biểu như vậy. Trước hết phải có sự hình thành các đôi sao, chúng già đi cạn dần nhiên liệu ,nổ thành siêu sao rồi đến gần nhau, những công đoạn đó đòi  hỏi nhiều triệu năm sau. Ngược lại các collapsar phát sinh rất sớm trong vũ trụ.

Daniel Siegel phỏng ước chừng 80 % các nguyên tố nặng phát sinh từ quá trình “r”- và đây là những yếu tố chính tạo nên vũ trụ. Nhà vật lý Tsvi Piran ước tính chừng 15% các nguyên tố nặng phát sinh sau các quá trình “r”.Như vậy chúng ta có tỷ lệ 80/20 nghiêng về collapsar.

Tất cả dữ liệu đó làm cho collapsar hiện nay rất được chú ý trong vũ trụ học.