How to detect a supernova - Samantha Kuula

Làm thế nào để phát hiện ra siêu tân tinh - Samantha Kuula

Translator: Thông Nguyễn

Ngay lúc này đây, đâu đó trong vũ trụ, một ngôi sao đang phát nổ.

Just now, somewhere in the universe, a star exploded.

There goes another one.

Lại thêm một vụ nữa.

In fact, a supernova occurs every second or so in the observable universe,

Trong thực tế, cứ khoảng mỗi một giây lại có một siêu tân tinh phát nổ,

and there is one on average every 25 to 50 years

và trung bình từ 25 tới 50 năm lại xuất hiện một siêu tân tinh

in a galaxy the size and age of the Milky Way.

trong một ngân hà có cùng kích thước và độ tuổi với dải Ngân Hà Milky Way.

Yet we've never actually been able to watch one happen

Nhưng ta chưa từng có cơ hội chứng kiến một vụ nổ siêu tân tinh nào

from its first violent moments.

ngay từ phút bộc phát đầu tiên của nó.

Of course, how would we?

Tất nhiên rồi, làm sao có thể đây?

There are hundreds of billions of stars close enough

Có khoảng hàng trăm tỉ ngôi sao ở gần chúng ta

that we could watch the supernova explosion

cho phép ta quan sát sự kiện siêu tân tinh phát nổ

break through the surface of the star.

xuyên qua bề mặt của ngôi sao.

But we'd have to have our best telescopes focused on the right one

Nhưng sẽ phải cần đến kính thiên văn tốt nhất, được đặt vào đúng vị trí

at precisely the right time to get meaningful data.

ở vào đúng thời điểm để thu được dữ liệu có ích.

Suffice it to say, the odds of that happening are astronomically low.

Có thể nói, khả năng xảy ra điều đó là cực kì thấp.

But what if we could anticipate a supernova before its light reached us?

Nhưng nếu ta phát hiện vụ nổ trước khi thấy được ánh sáng từ nó?

That may seem impossible.

Điều này nghe có vẻ không tưởng.

After all, nothing travels faster than the speed of light, right?

Suy cho cùng, không gì di chuyển nhanh hơn vận tốc ánh sáng, đúng không?

As far as we know, yes.

Theo tất cả những gì chúng ta biết thì, đúng vậy.

But in a race, fast doesn't matter if you take a detour

Nhưng trong cuộc đua, điều đó là vô nghĩa nếu bạn đi đường vòng

while someone else beelines it for the finish line.

trong khi người khác lại thẳng đường chim bay tới đích.

For exactly that reason,

Vì chính lí do đó,

photons don't win the supernova race to Earth.

photon đành thua trong cuộc đua siêu tân tinh tới Trái Đất.

Neutrinos do.

Neutrino đã thắng.

Here's why.

Sau đây là lí do.

There are two types of supernova.

Siêu tân tinh có hai loại.

Type 1 is when a star accumulates so much matter from a neighboring star,

Loại 1 là những ngôi sao hút nhiều vật chất từ ngôi sao khác gần nó,

that a runaway nuclear reaction ignites and causes it to explode.

khiến khơi mào phản ứng hạt nhân, và từ đó phát nổ.

In type 2, the star runs out of nuclear fuel,

Loại 2, khi ngôi sao tiêu thụ hết nhiên liệu hạt nhân,

so the gravitational forces pulling in

lực hấp dẫn sẽ kéo vào tâm nó mọi vật chất

overwhelm the quantum mechanical forces pushing out,

áp đảo và tống đẩy lực lượng tử,

and the stellar core collapses under its own weight in a hundredth of a second.

phần lõi sẽ sụp đổ bởi sức nặng của chính nó trong một phần trăm giây.

While the outer reaches of the star are unaffected by the collapsed core,

Trong khi phần rìa của ngôi sao không bị ảnh hưởng bởi sự sụp đổ này,

the inner edges accelerate through the void,

phần bên trong của nó tăng tốc phóng vào khoảng chân không,

smash into the core, and rebound to launch the explosion.

đập vào nhân và tạo thành vụ nổ.

In both of these scenarios,

Trong cả hai trường hợp,

the star expels an unparalleled amount of energy,

ngôi sao phát ra một lượng năng lượng khủng khiếp,

as well as a great deal of matter.

cùng một lượng vật chất khổng lồ.

In fact, all atoms heavier than nickel, including elements like gold and silver,

Trên thực tế, các nguyên tử nặng hơn Niken, kể cả vàng hay bạc,

only form in supernova reactions.

chỉ được tạo ra trong các phản ứng của siêu tân tinh.

In type 2 supernovae,

Ở trường hợp của loại 2,

about 1% of the energy consists of photons,

chỉ có 1% năng lượng là photon,

which we know of as light,

như ta biết đến chính là ánh sáng,

while 99% radiates out as neutrinos,

trong khi 99% phóng ra là neutrino,

the elementary particles that are known for rarely interacting with anything.

loại hạt cơ bản mà ta đã biết rằng rất hiếm khi tương tác với bất cứ thứ gì.

Starting from the center of the star,

Khởi hành từ tâm của ngôi sao,

the exploding matter takes tens of minutes, or even hours,

vật chất phát nổ mất hàng chục phút, thậm chí hàng giờ,

or in rare cases, several days, to reach and break through the surface of the star.

hay hiếm hơn, phải mất nhiều ngày sau mới chạm tới và xuyên qua bề mặt ngôi sao.

However, the neutrinos, thanks to their non-interactivity,

Tuy nhiên, nhờ tính không tương tác,

take a much more direct route.

neutrino đi theo đường khá trực tiếp.

By the time there is any visible change in the star's suface,

Tại thời điểm diễn ra bất kì thay đổi nào tại bề mặt ngôi sao,

the neutrinos typically have a several hour head start over the photons.

neutrino thường sẽ bỏ xa photon từ trước đó nhiều giờ.

That's why astronomers and physicists

Nên các nhà thiên văn và vật lí học

have been able to set up a project called SNEWS,

đã xây dựng dự án SNEWS,

the Supernova Early Warning System.

Supernova Early Warning System, tức Hệ thống cảnh báo siêu tân tinh sớm.

When detectors around the world pick up bursts of neutrinos,

Khi các thiết bị dò tìm khắp thế giới phát hiện ra neutrino,

they send messages to a central computer in New York.

chúng sẽ gửi thông tin tới máy tính trung tâm đặt tại New York.

If multiple detectors receive similar signals within ten seconds,

Nếu các máy dò này đều nhận được tín hiệu giống nhau trong vòng mười giây,

SNEWS will trigger an alert warning that a supernova is imminent.

SNEWS sẽ phát đi thông báo rằng có một siêu tân tinh sắp sửa xuất hiện

Aided by some distance and direction information from the neutrino detectors,

Dựa vào thông tin về hướng và khoảng cách từ các thiết bị dò neutrino,

the amateur astronomers and scientists alike

các nhà thiên văn nghiệp dư và các nhà khoa học

will scan the skies and share information

sẽ quan sát bầu trời và chia sẻ thông tin

to quickly identify the new galactic supernova

để nhanh chóng định vị siêu tân tinh

and turn the world's major telescopes in that direction.

và xoay kính viễn vọng khổng lồ về phía đó.

The last supernova that sent detectable neutrinos to Earth was in 1987

Vụ nổ siêu tân tinh gần nhất truyền neutrino tới Trái Đất là vào năm 1987

on the edge of the Tarantula Nebula

diễn ra ở rìa tinh vân Tarantula

in the large Magellanic Cloud, a nearby galaxy.

bên trong thiên hà gần đó là Đám Mây Magellanic Lớn,

Its neutrinos reached Earth about three hours ahead of the visible light.

Neutrino từ vụ nổ đến với Trái Đất trước khoảng ba giờ so với ánh sáng.

We're due for another one any day now, and when that happens,

Chúng ta đang đợi một vụ nổ khác, và khi nó xảy ra,

SNEWS should give you the opportunity to be among the first to witness something

SNEWS sẽ cho ta có cơ hội trở thành một trong những người đầu tiên thấy thứ

that no human has ever seen before.

mà chưa một ai từng được chứng kiến trước đây.