Kết luận trên được các nhà khoahọc đưa ra trong một nghiên cứu mới đây qua việc phân tích mô hình của những“cơn gió hạt” phát ra từ lõi của siêu tân tinh.
Công trình nghiên cứu của các nhà thiên văn học thuộc Viện Vật lý thiên văn MaxPlanck ở Garching (Đức) đã đưa ra một quan điểm mới mẻ về các siêu tân tinh, gópphần giải thích những bí ẩn về sự hình thành và phát triển của vũ trụ.
Như chúng ta đã biết, hai yếu tố duy nhất hình thành ngay sau vụ nổ lớn (BigBang) là hydro và heli. Những nguyên tố nặng nhất phải được tạo thành bằng cáchnung chảy các hạt nhân nhỏ hơn với nhau.
Áp suất cao và nhiệt độ bên trong các ngôi sao có thể giúp các hạt vật chất giatăng kích thước nhưng để tạo nên các nguyên tố có khối lượng lớn hơn sắt (Fe),trong đó hạt nhân của nó chứa 26 proton thì đòi hỏi phải có một số điều kiệnquan trọng khác.
 |
| Một siêu tân tinh có thể tạo ra "cơn gió hạt" neutrino có tốc độ gần bằng ánh sáng. |
Để đáp ứng đầy đủ những điều kiệncần thiết đó thì chỉ có ở các siêu tân tinh. Những ngôi sao đang bốc cháy đãgiải phóng các hạt neutrino từ tâm ra bề mặt của chúng với tốc độ gần bằng tốcđộ ánh sáng, khiến proton và neutron chịu tác động mạnh và giải phóng khỏi hạtnhân nguyên tử.
Tác động này được gọi là “cơn gió hạt” trong đó neutron và proton bị nung chảyvà tạo nên hạt nhân từ các nguyên tử nhỏ. Từ đó, proton, neutron và các nguyêntử khác không ngừng tham gia vào quá trình này để hình thành nên những nguyên tửlớn hơn.
Tuy nhiên, các nguyên tử lớn hơn nickel, với 28 proton, sẽ không tiếp nhận thêmproton mới bởi lẽ lúc đó, lực đẩy lẫn nhau của rất nhiều hạt mang điện dương (+)trở nên quá mạnh.
Để tạo nên các nguyên tử, các neutron phải thâm nhập sâu vào hạt nhân và sau đóbiến thành một proton bên trong nguyên tử, một quá trình được gọi là “bắt nhanhneutron” hay “chu trình r.”
Đó là giả định mà lâu nay giới khoa học đều thống nhất, rằng tất cả các nguyêntố nặng đều được hình thành theo cách này.
Giờ đây, tiến sĩ Thomas Janka thuộc Viện Vật lý thiên văn Max Planck ở Garching(Đức) và các đồng nghiệp cho rằng cấu tạo của “gió hạt” sẽ tạo nên những nguyêntử lớn nhất.
Nhóm nghiên cứu của Janka sử dụng các dữ liệu mới nhất về những nguồn năng lượngvà tương tác giữa các hạt proton, neutron và neutrino để tạo ra một mô hình siêutân tinh “mini” trên máy tính.
Với mô hình này, khả năng để tạo ra các nguyên tố lớn phụ thuộc vào số lượng cácneutron thâm nhập vào hạt nhân, do đó đến lượt mình chúng lại phụ thuộc vào sốlượng các neutron không gắn với các hạt proton, hay còn gọi là "neutron tự do."
Mô hình của Janka cho thấy “gió hạt” chứa nhiều proton hơn neutron. Điều này cónghĩa là không có đủ các neutron tự do để tạo ra các nguyên tố lớn hơn sắt nhiềulần với hạt nhân có tới 50 proton.
Thay vào đó, tiến sĩ Janka cho rằng chỉ khi một vụ nổ “giàu neutron” xảy ra -nghĩa là trong điều kiện các ngôi sao hợp nhất lại với nhau - mới đủ khả năngtạo ra các nguyên tố nặng nhất, bao gồm cả vàng, chì và uranium.
Tuy nhiên, vấn đề vẫn chưa thực sự khép lại ở đó. Nhà nghiên cứu KosukeSumiyoshi thuộc Đại học Công nghệ Quốc gia Numazu (Nhật Bản) chỉ ra rằng siêutân tinh lớn có thể nổ theo nhiều kiểu khác nhau khi lõi của chúng có thành phầnkhác so với mô hình siêu tân tinh "mini" của Janka. Và vì lẽ đó, chúng sẽ tạo racác tỷ lệ proton và neutron khác nhau.
Tuy nhiên, về phần mình, Janka và nhóm của ông hy vọng mô hình siêu tân tinh thunhỏ của ông cũng đúng với trường hợp của một siêu tân tinh lớn hơn.
Theo Cao Phong
Vietnam+
