Kinh hoàng: Lỗ đen ký sinh khoét rỗng nhiều thiên thể

Anh Thư10:43 18/12/2023

Đó là các lỗ đen sinh ra vào buổi bình minh của vũ trụ, có thể khiến thiên thể mà nó ký sinh ‘vỡ’ thành nhiều lỗ đen nhỏ sau cái chết khủng khiếp.

Trong một nghiên cứu vừa công bố trên tạp chí khoa học The Astrophysical Journal, nhóm tác giả dẫn đầu bởi TS Earl Bellinger từ Viện Vật lý thiên văn Max Planck (Đức) và Đại học Yale (Mỹ) dẫn đầu đã đề xuất lý thuyết gây sốc về “lỗ đen ký sinh”.

Một ngôi sao khổng lồ đỏ là dạng sao “hấp hối” có thể ẩn chứa lỗ đen ký sinh – Ảnh: ESO

Lý thuyết thiên văn hiện tại đã chấp nhận 3 loại lỗ đen: Các lỗ đen quái vật (lỗ đen siêu khối) ở trung tâm các thiên hà, các lỗ đen khối lượng trung bình bí ẩn và các lỗ đen khối lượng sao.

Trong đó loại lỗ đen khối lượng sao nhỏ nhất được hình thành như sản phẩm từ “cái chết cuối cùng” của một ngôi sao lớn, có thể sau giai đoạn “thây ma” là sao neutron.

Tuy nhiên theo TS Bellinger, còn một con đường mà lỗ đen nhỏ có thể được sinh ra.

Video đang HOT

Theo Sicence Alert, một lý thuyết được phát triển từ những năm 1970 bởi nhà vật lý lý thuyết – vũ trụ học lừng danh Stephen Hawking và được những nhà khoa học khác mở rộng sau đó cho rằng các lỗ đen cực nhỏ có thể đã hình thành 1 giây sau Vụ nổ Big Bang.

Đó là khi vật chất trong vũ trụ sơ sinh đủ nóng và đậm đặc tới mức những mảng có mật độ cao đủ sức sụp đổ thành lỗ đen.

Khoảng trống duy nhất của lý thuyết đó chính là các lỗ đen nguyên thủy đó đã đi đâu?

Các lỗ đen nguyên thủy dường như biến mất vào hư không dựa theo những bằng chứng mà nhân loại đã thu thập được về quá trình tiến hóa vũ trụ.

TS Bellinger cho rằng có một khả năng lớn những lỗ đen này đã chọn ký sinh – không phải trong một tàn dư sao chết như sao neutron – mà trong chính các ngôi sao còn sống như Mặt Trời.

Các lỗ đen ký sinh này sẽ ăn mòn dần bên trong những ngôi sao. Đến một ngày ngôi sao đó không tự nuôi sống mình bằng phản ứng tổng hợp hạt nhân nữa, mà từ đĩa bồi tụ của chính lỗ đen ký sinh.

Cuối cùng, kẻ phàm ăn này sẽ khiến ngôi sao chết đi, sụp đổ, có thể thành nhiều lỗ đen nhỏ.

Cũng theo nghiên cứu mới, việc xác định bằng chứng trực tiếp về lỗ đen ký sinh hoàn toàn có thể được. Bởi khi ngôi sao chuyển sang giai đoạn được nuôi bởi lỗ đen, ánh sáng của nó sẽ thay đổi.

Tuy nhiên, sự thay đổi đó sẽ cụ thể như thế nào, phương pháp để xác định nó… vẫn là vấn đề cần giải quyết. TS Bellinger cho biết họ sẽ giải đáp điều này trong các nghiên cứu sau.

Phát nổ xong, ngôi sao 'hồi sinh' thành bóng ma bay ngang trời

Trong quá trình nghiên cứu về lỗ đen, các nhà khoa học châu Âu đã tìm thấy một vật thể đáng sợ và hiếm thấy hơn: Một ngôi sao chết biến hình thành chuẩn tinh chạy trốn.

Theo Science Alert, "bóng ma" đó ra đời từ một siêu tân tinh, tức một ngôi sao chết và phát nổ. Nhưng với PSR J1914 1054g, chết chưa phải là kết thúc.

Sau cái chết bùng nổ, một vật thể kỳ lạ đã thoát ra từ siêu tân tinh, bay nhanh như kẻ trốn chạy, để lại một vệt phát xạ vô tuyến dài như đuôi sao chổi.

Đó là một chuẩn tinh vô tuyến phóng với vận tốc cao trong không giao. Trước vật thể ma quái này, chỉ có 3 cái tương tự từng được biết đến.

Vệt sáng kỳ lạ tiết lộ về một "ngôi sao ma" là tàn tích của một ngôi sao vừa phát nổ - Ảnh: Motta et al., arXiv

Theo nhóm nghiên cứu dẫn đầu bởi nhà vật lý thiên văn Sara Elisa Motta từ Đài thiên văn Brera (Ý) và Đại học Oxford (Anh), vật thể mà siêu tân tinh bí ẩn - được đặt tên là tinh vân "Chuột Nhỏ" - phóng ra là đại diện cho một sao neutron siêu đậm đặc vừa ra đời.

Một sao neutron trước hết là một chuẩn tinh - được dùng để gọi dạng vật thể phát sáng như sao khi con người nhìn chúng, nhưng không phải là sao. Chuẩn tinh có thể là sao neutron hay một lỗ đen đang ngấu nghiến vật chất cuồng nhiệt.

Sao neutron là phần còn lại của một ngôi sao khổng lồ đã chết. Nó thường ở một chỗ chứ hiếm khi bỏ chạy như cái vừa phát hiện, phát sáng như hải đăng khi các chùm bức xạ bắn ra từ các cực của nó, được gia tốc bởi từ trường cực mạnh.

Sao neutron vừa được phát hiện được cho là sao xung, một dạng sao neutron hoạt động cực mạnh.

Nhóm nghiên cứu cho rằng siêu tân tinh phát triển không đồng đều là nguyên nhân tạo nên một cú hích mạnh dưới dạng cú sốc hình cung, làm rối loạn các làn gió của sao xung và bắn nó ra khỏi vị trí ban đầu. Chính gió sao mang năng lượng khổng lồ tạo nên chiếc đuôi phát sáng trong hình ảnh vô tuyến.

Tiến sĩ Motta và các cộng sự đã tình cờ phát hiện ngôi sao ma quái này khi dùng kính viễn vọng vô tuyến MeetKAT đặt ở Nam Phi để nghiên cứu một cặp đôi mang tên GRS 1915 105, bao gồm một ngôi sao mà một lỗ đen.

Nhưng khi quan sát chúng, họ đã nhận thấy vệt sáng lạ cắt ngang trời, dài 40 năm ánh sáng dường như xuất hiện từ một tinh vân mang tên "Con Chuột" (Mouse) được phát hiện từ năm 1987. Cuộc nghiên cứu cũng phát hiện một hình tròn mờ phía sau vệt sáng, chính là siêu tân tinh Chuột Nhỏ.

Nghiên cứu đã được công bố trực tuyến trên arXiv và đã được phê duyệt để xuất bản trong số tiếp theo của tạp chí khoa học Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Tại sao lỗ đen có thể bẻ cong không-thời gian? Lỗ đen là một trong những vật thể hấp dẫn nhất trong vũ trụ, tuy nhiên sự hiểu biết của con người về lỗ đen vẫn còn nhiều khía cạnh chưa thể giải đáp rõ ràng. Giữa năm 1907 và 1911, Einstein đã nghiên cứu về thuyết tương đối rộng (hệ quy chiếu phi quán tính). Ông đã xuất bản bài báo có...