Hố đen nuốt chửng ngôi sao chết

Lần đầu tiên một nhóm thiên văn học phát hiện hai trường hợp hố đen nuốt chửng sao neutron đặc riêng biệt trong vũ trụ. Sóng hấp dẫn tạo ra từ hai sự kiện này tới Trái Đất vào tháng 1/2020, cho phép giới nghiên cứu truy ra nguồn gốc của những gợn sóng lăn tăn trong không gian - thời gian ở các thiên hà xa xôi cách Trái Đất 900 triệu và một tỷ năm ánh sáng.

Nghiên cứu quy tụ hơn 1.000 nhà khoa học được công bố hôm 30/6 trên tạp chí Astrophysical Journal Letters. Phát hiện có thể giúp giới nghiên cứu khám phá những bí mật của vũ trụ và nguồn gốc phong phú của sóng hấp dẫn.

Sóng hấp dẫn ra đời khi các vật thể khối lượng lớn trong vũ trụ di chuyển và va chạm, ví dụ một cặp hố đen hoặc cặp sao neutron. Dù cho rằng va chạm có thể xảy ra giữa hố đen và sao neutron, trước đây giới nghiên cứu chưa tìm thấy bằng chứng về sự kiện như vậy. Cả hố đen và sao neutron đều là kết quả của sao chết. Khi các ngôi sao chết đi, chúng có thể sụp đổ thành hố đen tiêu thụ tất cả vật chất xung quanh hoặc hình thành sao neutron, phần lõi siêu đặc còn sót lại sau vụ nổ sao.

Hai vụ va chạm xảy ra cách nhau chỉ 10 ngày, được phát hiện lần lượt vào ngày 5/1 và 15/1/2020 bởi Đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser (LIGO) ở Mỹ và Virgo ở Italy.

Trong sự kiện hôm 5/1 mang tên GW200105, hố đen lớn gấp 9 lần khối lượt Mặt Trời nuốt chửng ngôi sao neutron nặng gấp 1,9 lần Mặt Trời. Ở sự kiện có số hiệu GW200115 hôm 15/1, hố đen lớn bằng 6 Mặt Trời "ăn thịt" ngôi sao neutron nặng gấp 1,5 lần Mặt Trời.

"Những vụ va chạm này làm rung chuyển vũ trụ và chúng tôi phát hiện gợn sóng lan khắp không gian", Susan Scott, giáo sư ở Đại học Quốc gia Australia, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết. "Mỗi vụ va chạm không chỉ là sự sáp nhập của hai vật thể lớn và đặc mà thực sự giống như trò chơi Pac-Man, trong đó hố đen nuốt trọn sao neutron đồng hành".

Các nhà nghiên cứu không phát hiện ánh sáng từ cả hai sự kiện nhưng họ không quá bất ngờ do khoảng cách quá lớn và hố đen đủ to để nuốt chửng toàn bộ sao neutron. Dựa trên kết quả nghiên cứu, họ cho rằng một trong hai vụ sáp nhập dữ dội xảy ra cách Trái Đất một tỷ năm ánh sáng. Những máy dò sóng hấp dẫn sẽ được kích hoạt cho đợt quan sát thứ 4 vào mùa hè năm 2022 để tìm hiểu vị trí và mức độ thường xuyên của các sự kiện loại này.