Khoa học phát hiện tia sáng từ các hố đen khi va chạm bằng cách nào?

Các hố đen được cho là không thể tạo ra tia sáng, và điều này nằm ngay ở cái tên hố đen của chúng.

Ngay cả khi chúng đâm vào nhau, các nhà thiên văn học cũng khó có thể nhìn thấy các vật thể khổng lồ này bằng các công cụ truyền thống. Nhưng khi các nhà khoa học phát hiện một vụ va chạm hố đen vào năm ngoái, họ cũng phát hiện ra một tia sáng kỳ lạ từ vụ va chạm.

Vào ngày 21 tháng 5 năm 2019, các máy dò sóng hấp dẫn của Trái đất đã bắt được tín hiệu của hai vật thể lớn va chạm vào nhau và tạo ra các gợn sóng xếp tầng trong không- thời gian. Sau đó, Cơ sở tạm thời Zwicky (ZTF) đã phát hiện một luồng ánh sáng.

Sau khi nghiên cứu hai tín hiệu này, các nhà khoa học nhận thấy chúng đều xuất phát từ cùng một vùng trời và họ tự hỏi liệu có phải họ đã phát hiện ra một vụ va chạm hố đen hiếm thấy.

Trong một tuyên bố của NASA, Daniel Stern, đồng tác giả của nghiên cứu về phát hiện trên và là nhà vật lý thiên văn tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA ở California, cho biết: “Phát hiện này thật thú vị. Có rất nhiều thứ để chúng ta tìm hiểu về hai hố đen khi chúng hợp nhất và môi trường mà chúng tồn tại dựa trên tín hiệu chúng vô tình tạo ra”.

Đây là những gì các nhà khoa học cho là đã xảy ra trong trường hợp kỳ lạ này. Hai hố đen hợp nhất đã bị chặn trong đĩa xung quanh một chuẩn tinh – một hố đen siêu lớn phóng ra những vụ nổ năng lượng.

Matthew Graham, nhà thiên văn học tại Caltech và là nhà khoa học dự án của ZTF, cho biết: “”Hố đen siêu lớn này đã có tia sáng lóe lên trong nhiều năm trước khi bùng phát ra tia sáng đột ngột”.

Đồng nghiệp của ông thấy việc đó không có gì kì lạ. Đồng tác giả Mansi Kasliwal, nhà thiên văn học tại Caltech, cho biết: “Các hố đen siêu lớn như thế này luôn có tia sáng lóe lên. Chúng không phải là những vật thể tĩnh và thời gian xuất hiện, kích thước và vị trí của tia sáng này thật đáng để chú ý”.

Các nhà khoa học hoài nghi rằng ánh sáng lóe lên xuất phát từ hai hố đen nhỏ khi chúng hợp nhất trong đĩa bồi tụ của một hố đen siêu lớn nhờ sự kết hợp của sóng hấp dẫn và ánh sáng. Trọng lực cực lớn của hố đen siêu lớn tác động đến những thứ nhỏ hơn trong đĩa, thậm chí là các hố đen khác.

Các nhà khoa học nghĩ rằng tia sáng không bắt nguồn từ chính sự hợp nhất. Thay vào đó, lực khi hợp nhất sẽ khiến hố đen lớn hơn bay ra từ lớp khí bao quanh nó trong đĩa bồi tụ của hố đen siêu lớn và lớp khí tạo ra tia sáng sau vài ngày hoặc vài tuần. Trong trường hợp trên, các nhà khoa học đã phát hiện tia sáng khoảng 34 ngày sau khi có tín hiệu sóng hấp dẫn.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết cách giải thích trên không đảm bảo phù hợp với những gì đã xảy ra.

“Tia sáng phát ra vào đúng thời điểm và vị trí trùng khớp với sự kiện sóng hấp dẫn”, Graham nói. “Chúng tôi kết luận rằng tia sáng có khả năng là kết quả của việc hợp nhất hố đen, nhưng chúng tôi không thể loại trừ hoàn toàn các khả năng khác.”