Lần đầu tiên phát hiện hố đen nuốt trọn ngôi sao neutron

Trước đây, các nhà khoa học đã bắt gặp hiện tượng hai hố đen đập vào nhau và sự chạm của hai ngôi sao neutron. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên con người quan sát được sự va chạm giữa 2 vật thể lớn nhất vũ trụ, chứng minh những giả thuyết về sự kiện này trong quá khứ là có thật.

Một nhóm hơn 1.000 nhà khoa học đã bắt gặp được hiện tượng này tại Đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser Mỹ và Đài quan sát sóng hấp dẫn Virgo ở Italy. Họ ghi nhận sự kiện vào tháng 1/2020, và sau hơn một năm nghiên cứu đã đăng báo cáo trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters vào ngày 29/6.

Theo các nhà nghiên cứu, những quan sát về vòng xoáy tử thần và sự hợp nhất của hố đen và các ngôi sao neutron sẽ vén màn cho một số bí ẩn phức tạp nhất của vũ trụ, bao gồm các khối cấu tạo của vật chất và bản chất liên tục của không-thời gian.

Susan Scott, đồng tác giả của nghiên cứu này cho biết mặc dù hiện tượng xảy ra cách đây khoảng một tỷ năm, các sóng hấp dẫn trong không-thời gian từ những sự va chạm đó lớn đến mức làm rung chuyển toàn bộ vũ trụ, và chúng chỉ vừa hoàn thành 900 triệu năm ánh sáng để đến Trái Đất.

"Những vụ va chạm này đã làm rung chuyển đến lõi vũ trụ và chúng tôi đã phát hiện ra những gợn sóng mà chúng tạo ra. Mỗi vụ va chạm không chỉ là sự kết hợp của hai vật thể có khối lượng lớn và dày đặc. Việc hố đen nuốt chửng toàn bộ ngôi sao neutron xung quanh nó giống như trò chơi Pac-Man", Scott cho biết vào hôm 30/6.

Ở vụ va chạm đầu tiên,được ghi nhận vào ngày 5/1/2020, một hố đen có khối lượng gấp 9 lần Mặt Trời đã nuốt chửng một ngôi sao neutron lớn gấp đôi Mặt Trời.

Hiện tượng thứ 2 được ghi nhận 10 ngày sau, trong đó một hố đen to gấp 6 lần Mặt Trời đã nuốt trọn một ngôi sao neutron khác. Sự kiện này diễn ra cách chúng ta một tỷ năm ánh sáng.

Hố đen và sao neutron xoay quanh nhau với tốc độ bằng một nửa vận tốc ánh sáng, chúng là kết quả khi các ngôi sao đến cuối vòng đời.

Khối lượng của một ngôi sao neutron bị ép thành một ngôi sao cực kỳ dày đặc, có kích thước bằng một thành phố. Theo các nhà khoa học, một muỗng cà phê ngôi sao neutron nặng tương đương toàn bộ nhân loại.

Theo Patrick Brady, đồng tác giả của nghiên cứu, những nhà thiên văn không tìm thấy ánh sáng phát ra từ sự kiện này, khả năng là do chúng ở quá xa Trái Đất và trong trường hợp này các hố đen đủ lớn để nuốt chửng toàn bộ ngôi sao neutron, không để bất kỳ tia sáng nào thoát ra được.

"Chúng tôi đã hoàn thành phần cuối cùng của câu đố qua những quan sát được xác nhận đầu tiên về sóng hấp dẫn từ sự va chạm này", Scott nói.

“Với phát hiện mới về sự hợp nhất giữa sao neutron và hố đen, chúng tôi đã tìm ra lời giải cho loại nhị phân còn thiếu. Cuối cùng chúng ta có thể hiểu được có bao nhiêu hệ thống của hố đen và sao neutron tồn tại, tần suất hợp nhất của chúng và tại sao chúng ta vẫn chưa thấy các hiện tượng trong Dải Ngân hà", Astrid Lamberts, đồng tác giả của báo cáo cho biết.