Trong nghiên cứu vũ trụ, đối với các ngôi sao hay thiên thể cách chúng ta hàng tỷ năm ánh sáng thì việc quan sát rất khó khăn, nhưng nhờ hiện tượng ‘thấu kính hấp dẫn’, đã được Thuyết tương đối rộng của Einstein tiên đoán, ánh sáng của những thiên hà hay siêu tân tinh xa xôi sẽ được phóng đại lên nhiều lần.

Hình ảnh từ kính viễn vọng không gian Hubble cho thấy ánh hào quang tỏa ra từ một siêu tân tinh, xuất hiện 4 lần thông qua một ‘thấu kính vũ trụ’. Đây là hiện tượng thấu kính hấp dẫn nhân hình ảnh của một siêu tân tinh lên thành bốn, lần đầu tiên được quan sát, và siêu tân tinh này được đặt theo tên của nhà thiên văn học Na Uy là Sjur Refsdal, người đã dự đoán hiện tượng này về mặt lý thuyết cách đây 50 năm (NASA /ESA /GLASS / Nhóm FrontierSN)

Sự bẻ cong ánh sáng đã cho phép một siêu tân tinh hay một ngôi sao đang nổ tung, có cơ hội tỏa sáng nhiều hơn một lần trong vũ trụ.

Hiện tượng này được gọi là thấu kính hấp dẫn. Khi một thiên hà hay một quần thể thiên hà có mật độ khối lượng đủ lớn, nó có thể bẻ cong ánh sáng đi gần đó. Ánh sáng từ một nguồn sáng chiếu thẳng đến Trái đất sẽ được tăng cường độ sáng nhờ vào thấu kính hấp dẫn này. Điều này cho phép các nhà thiên văn học quan sát được vật thể nhỏ, ở xa.

Nhưng trong trường hợp được ghi nhận vào Thứ Năm (11/3) trên tờ Science lại rất đặc biệt. Nhờ vào hiệu ứng thấu kính hấp dẫn của thiên hà khổng lồ giữa siêu tân tinh và kính viễn vọng quan sát từ Trái Đất, mà vụ nổ sao này đã tỏa sáng bốn lần xung quanh thiên hà. Kết cấu này được gọi là Einstein Cross (Chữ Thập Einstein). Einstein lần đầu tiên dự đoán hiện tượng thấu kính hấp dẫn này (hệ quả của lý thuyết tương đối rộng) từ một thế kỷ trước.

Trước đó, các nhà thiên văn học từng nhìn thấy hiện tượng bẻ cong ánh sáng (Einstein Cross) của những thiên hà và lỗ đen, nhưng đây là lần đầu tiên họ chứng kiến hiện tượng này được áp dụng lên một siêu tân tinh.

Trong trường hợp này, siêu tân tinh, cách chúng ta 9 tỷ năm ánh sáng, quá mờ nhạt và không thể nhìn thấy từ Trái Đất nếu chỉ nhờ sự phóng đại từ trường hấp dẫn của một thiên hà. May mắn thay, ánh sáng từ vụ nổ đã đi qua hai lần thấu kính: Một quần thể thiên hà khổng lồ bẻ cong ánh sáng của siêu lân tinh lần thứ nhất khiến nó biến thành ba hình ảnh khác nhau, tiếp theo ánh sáng này lại bị một thiên hà khác bẻ cong lần nữa. Tổng cộng, ánh sáng của vụ nổ đã được phóng đại lên 20 lần.

“Điều này làm tôi rất ngạc nhiên khi phát hiện ra bốn hình ảnh xung quanh một thiên hà. Đây quả là một sự kinh ngạc lớn”, nhà nghiên cứu Patrick Kelly của Đại học California cho biết. Kelly đang dự định tìm một siêu tân tinh nhỏ, xa được phóng đại bởi hiện tượng thấu kính hấp dẫn, và hiện tượng bẻ cong ánh sáng (Einstein Cross) này đã giúp ông có cơ hội tìm thấy nó.

Kelly nói: “Về cơ bản, chúng ta được nhìn thấy siêu tân tinh bốn lần và tính toán thời gian trễ giữa các hình ảnh khác nhau. Hy vọng trong tương lai chúng ta có thể biết thêm được nhiều điều mới mẻ về siêu tân tinh và loại sao đã phát nổ, cũng như hiện tượng thấu kính hấp dẫn”.

Thanh Phong – Dịch từ Washington Post