Nếu siêu tân tinh đã là một trong những vụ nổ khủng khiếp nhất vũ trụ, thì hypernova – thường được gọi là “siêu siêu tân tinh” – còn đẩy mọi thứ lên một cấp độ khác. Đây là thuật ngữ dùng để mô tả những vụ nổ sao có năng lượng cực lớn, đặc biệt liên quan đến một số siêu tân tinh loại Ic có vạch phổ rất rộng và các vụ bùng phát tia gamma (GRB) kéo dài. Tuy nhiên, hypernova không phải một phân loại chính thức đơn giản như một số loại siêu tân tinh; cơ chế chính xác của chúng vẫn còn được nghiên cứu.

Ảnh: space

Kịch bản được các nhà thiên văn quan tâm nhất bắt đầu với một ngôi sao khổng lồ. Sau hàng triệu năm đốt nhiên liệu, lõi sao không còn đủ áp suất để chống lại trọng lực. Nó sụp đổ cực nhanh, có thể tạo thành lỗ đen hoặc một vật thể sao neutron cực đặc. Nếu ngôi sao ban đầu quay rất nhanh và sở hữu từ trường mạnh, quá trình sụp đổ có thể tạo ra những luồng vật chất cực kỳ mạnh phóng ra từ hai cực.

Ảnh: astronomynow

Đây chính là phần đáng sợ nhất. Những luồng vật chất này có thể chuyển động với tốc độ gần bằng ánh sáng và tạo thành các tia phản lực tương đối tính chứa năng lượng khổng lồ. Khi một trong những tia đó hướng về Trái Đất, các kính thiên văn có thể ghi nhận một vụ bùng phát tia gamma cực mạnh – thứ được NASA mô tả là một trong những hiện tượng dữ dội nhất từng biết trong vũ trụ.

Điều thú vị là chúng ta không nhất thiết phải “nhìn thấy” toàn bộ sức mạnh của hypernova. Hãy tưởng tượng một chiếc đèn pin cực sáng: nếu chùm sáng hướng thẳng vào mắt bạn, nó sẽ trông chói khủng khiếp; nhưng nếu bạn đứng lệch sang bên, phần lớn ánh sáng sẽ không bao giờ lọt vào mắt. Tương tự, năng lượng của một vụ nổ sao có thể được tập trung thành những chùm hẹp, khiến quan sát từ Trái Đất phụ thuộc rất nhiều vào hướng của tia phản lực.

Ảnh: dailymotion

Một trong những ví dụ nổi tiếng là GRB 221009A, được phát hiện ngày 9/10/2022. Vụ bùng phát cách chúng ta khoảng 1,9 tỷ năm ánh sáng và sáng đến mức trở thành một trong những GRB sáng nhất và kéo dài nhất từng được quan sát. Các dữ liệu cho thấy nó có khả năng liên quan đến sự sụp đổ của một ngôi sao khối lượng lớn và sự hình thành lỗ đen.

Nhưng hypernova vẫn còn nhiều bí ẩn. Không phải mọi siêu tân tinh loại Ic có năng lượng cực lớn đều tạo ra GRB, và một số trường hợp có thể hình thành các “tia phản lực nghẹt” – những luồng vật chất được tạo ra bên trong nhưng không đủ sức xuyên qua lớp vật chất bao quanh ngôi sao.

Vì thế, hypernova không đơn giản chỉ là “một siêu tân tinh mạnh hơn”. Nó có thể là dấu hiệu cho một trong những khoảnh khắc dữ dội nhất trong vòng đời của một ngôi sao: một ngôi sao khổng lồ chết đi, lõi sụp đổ thành vật thể siêu đặc, còn từ đó vũ trụ bị xuyên thủng bởi những tia năng lượng có thể phát hiện từ hàng tỷ năm ánh sáng.