Hàng trăm ngôi sao vụt biến thành lỗ đen trên bầu trời?

Một nhóm khoa học gia đã đi tìm sự thật về những ngôi sao khổng lồ và rực rỡ đột ngột mất tích khỏi bầu trời một cách bí ẩn.

Theo lý thuyết được chấp nhận rộng rãi, các ngôi sao có tuổi thọ nhất định và sẽ chết đi. Đó là một cái chết rực rỡ – gọi là siêu tân tinh, tức ngôi sao phát nổ và bắn tung vật chất bên trong ra khắp vũ trụ.

Nhưng, các nhà khoa học đã tìm thấy một số ngôi sao lớn biến mất mà không hề có dấu hiệu của siêu tân tinh. Chúng được nhìn thấy rõ ràng trong các cuộc khảo sát cũ, để rồi hoàn toàn mất dấu trong các cuộc khảo sát sau đó mà không có cách giải thích hợp lý.

Giờ đây, một cặp vật thể trong thiên hà lân cận có thể đem đến câu trả lời.

Cặp vật thể VFTS 243 gồm một ngôi sao khổng lồ và một lỗ đen bí ẩn – Ảnh: ESO

Theo Science Alert, cặp vật thể được nhắm đến là VFTS 243 trong Đám mây Magellan Lớn – thiên hà vệ tinh của thiên hà chứa Trái Đất Milky Way.

VFTS 243 gồm lỗ đen và một ngôi sao đồng hành. Hệ thống này không cho thấy dấu hiệu nào của vụ nổ siêu tân tinh mà đáng lẽ phải đi kèm với sự hình thành lỗ đen.

Một nhóm nghiên cứu quốc tế do nhà vật lý thiên văn Alejandro Vigna-Gómez từ Viện Niels Bohr (Đan Mạch) và Viện Vật lý thiên văn Max Planck (Đức) dẫn đầu đã đưa ra lời giải thích thuyết phục nhất: Ngoài cái chết rực rỡ, các ngôi sao khổng lồ còn có kiểu lịm chết bất ngờ.

“Nếu một người đứng nhìn lên một ngôi sao như vậy sắp sụp đổ hoàn toàn, vào đúng thời điểm, nó có thể giống như đột ngột tắt và biến mất khỏi bầu trời” – TS Vigna-Gómez nói.

Vậy các ngôi sao sau khi chết đi sẽ thành cái gì?

Theo lý thuyết, sau khi các ngôi sao lần đầu phát nổ thành siêu tân tinh, lõi của nó sẽ sụp đổ thành sao neutron hoặc sao lùn trắng tùy theo kích thước.

Sau một thời gian, sao neutron hoặc sao lùn trắng này có thể tiếp tục phát nổ và lần này chỉ để lại một lỗ đen hoặc một tinh vân.

Theo mô hình mới, các ngôi sao khổng lồ hoàn toàn có khả năng “đốt cháy giai đoạn”, tức thay vì phát nổ thì phần lõi – dưới áp lực của lực hấp dẫn cực mạnh của chính nó – sụp đổ trực tiếp thành lỗ đen tăm tối.

Lỗ đen của VFTS 243 có thể hình thành như vậy. Lỗ đen này có khối lượng gấp 10 lần Mặt Trời, đồng hành với một ngôi sao 7,4 triệu năm tuổi và khối lượng khoảng 25 lần Mặt Trời.

Nghiên cứu mới đã xác định hai vật thể này đã đi quanh nhau với một quỹ đạo gần như tròn.

Đó là bằng chứng rõ ràng nhất cho thấy lỗ đen này không hề bị một vụ nổ siêu tân tinh nào đẩy lệch đi khỏi vị trí mà nó đã tồn tại khi còn là một ngôi sao.

Điều này có nghĩa ngôi sao cổ xưa đó không nhất thiết đã phát nổ thành siêu tân tinh, mà chỉ trải qua vụ nổ thất bại. Rất có thể phần còn lại của ngôi sao cũng vì chính lỗ đen hình thành đột ngột này mà bị “dọn dẹp” mất, không để lại thứ gì đủ để quan sát trên bầu trời.