Lần đầu tiên các nhà thiên văn học phát hiện ra “sao neutron đen”
Khám phá này có thể thay đổi cách chúng ta hiểu về sự tiến hóa của các ngôi sao trong vũ trụ.
Điều khiến các nhà khoa học bối rối từ lâu là các lỗ đen nhỏ nhất có xu hướng lớn gấp ít nhất 5 lần khối lượng Mặt trời, trong khi các sao neutron gấp 2,5 lần khối lượng Mặt trời. Bên trong ranh giới đó là những gì đã được biết đến với cái tên khoảng cách khối lượng lớn, một phạm vi bí ẩn giữa khối lượng của các lỗ đen và sao neutron (là một dạng trong vài khả năng kết thúc của quá trình tiến hoá sao).
Mới đây, khám phá mới của một nhóm các nhà thiên văn học châu Âu dường như phù hợp với khoảng trống bí ẩn đó.
Sử dụng Đài quan sát Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser LIGO ở Louisiana và máy dò tìm Virgo ở Ý, một nhóm chuyên gia đã phát hiện ra một thiên thể bất thường có khối lượng gấp khoảng 2,6 lần Mặt trời.
Video đang HOT
Lý do những phát hiện này rất đáng chú ý là vì chúng ta chưa bao giờ phát hiện ra một vật thể có khối lượng nằm chắc chắn trong khoảng cách khối lượng lý thuyết giữa các sao neutron và lỗ đen trước đó, Laura Nuttall, chuyên gia về sóng hấp dẫn của Viện Đại học Portsmouth, đồng tác giả của bài báo được xuất bản trên Tạp chí Vật lý thiên văn ngày nay, cho biết.
Vật thể được đặt tên là ngôi sao neutron đen được phát hiện lần đầu tiên vào tháng 8, khi nó hợp nhất với một lỗ đen khổng lồ gấp 23 khối lượng Mặt trời, biến thành một lỗ đen cuối cùng gấp 25 khối lượng Mặt trời cách 800 triệu năm ánh sáng so với Trái đất. Hai vật thể có khối lượng cực kỳ khác nhau, khiến nó trở thành một sự hợp nhất rất bất thường.
Đây là một thách thức đối với các mô hình lý thuyết hiện tại để hình thành các cặp vật thể nhỏ gọn với tỷ lệ khối lượng lớn như vậy, trong đó đối tác có khối lượng thấp cư trú trong khoảng cách khối lượng, Vicky Kickyera, giáo sư tại Đại học Tây Bắc của Mỹ nhấn mạnh.
Phát hiện này cho thấy những sự kiện này xảy ra thường xuyên hơn chúng ta dự đoán, làm cho nó trở thành một vật thể có khối lượng thấp thực sự hấp dẫn.
Đối tượng bí ẩn có thể là một ngôi sao neutron hợp nhất với một lỗ đen, một khả năng thú vị được mong đợi về mặt lý thuyết nhưng chưa được xác nhận bằng quan sát. Tuy nhiên, với khối lượng gấp 2,6 lần Mặt trời của chúng ta, nó vượt quá dự đoán hiện tại về khối lượng sao neutron tối đa và thay vào đó có thể là lỗ đen nhẹ nhất từng được phát hiện.
Vật thể bí ẩn trong va chạm vũ trụ
Vào tháng Tám năm ngoái, các máy dò hấp dẫn LIGO và Virgo đã phát hiện tín hiệu được cho là xuất phát từ vụ va chạm lỗ đen và sao neutron.
Hiện giờ, các nhà khoa học khẳng định tín hiệu đó và đặt cho nó cái tên là GW190814. Tuy nhiên, dường như sao neutron trong vụ va chạm vũ trụ ấy hoàn toàn không phải là sao neutron!
Thông thường, sau vụ nổ siêu tân tinh là còn lại lỗ đen hoặc sao neutron. Kết quả cuối cùng phụ thuộc vào khối lượng của ngôi sao đầu tiên, được thể hiện trong phần lớn các vật thể được quan sát. Những ngôi sao neutron nặng nhất có khối lượng nhỏ hơn 2,5 lần khối lượng Mặt trời. Còn các lỗ đen nhẹ nhất nặng hơn ngôi sao của chúng ta 5 lần. Giữa sao neutron nặng nhất và lỗ đen nhẹ nhất là "khoảng trống khối lượng". Hiện giờ, trong "khoảng trống khối lượng" ấy, các nhà khoa học quan sát được vật thể đầu tiên với khối lượng trung bình.
Vật thể khác thường có khối lượng bằng khoảng 2,6 lần khối lượng Mặt trời và là một thành phần của vụ va chạm với lỗ đen nặng hơn Mặt trời 23 lần. Vụ va chạm đó xảy ra ngày 14/8/2019. Đây là vụ va chạm khác thường bởi 2 lý do: Nó gây ra bức xạ sóng hấp dẫn với tỷ lệ khối lượng cực đoan (9:1); còn bản thân đối tượng hoặc là loại sao neutron nặng nhất, hoặc là loại lỗ đen nhẹ nhất.
"Các mô hình lý thuyết hiện hành là thách thức đối với việc liên kết các cặp vật thể với tỷ lệ khối lượng lớn, trong đó vật thể có khối lượng nhỏ xuất phát từ "khoảng trống khối lượng". Phát hiện này gợi ý rằng các sự kiện đó xảy ra thường xuyên hơn so với dự đoán ban đầu của chúng ta" - Giáo sư Vicky Kalogera ở ĐH Northwestern (Mỹ), cho biết.
Sau khi phát hiện sóng hấp dẫn trong máy dò LIGO, cả giới thiên văn náo động. Hơn chục kính viễn vọng mặt đất và một vài kính viễn vọng không gian hối hả tìm đối tượng phát ra sóng hấp dẫn đó. Tuy nhiên, không ai phát hiện ra bất kỳ sự kiện trung gian nào.
"Vật thể bí ẩn có thể là sao neutron liên kết với lỗ đen. Tuy nhiên, với khối lượng bằng 2,6 lần khối lượng Mặt trời, vật thể vượt qua giới hạn của dự đoán về khối lượng lớn nhất của sao neutron. Thay vào đó, vật thể có thể là lỗ đen nhẹ nhất mà chúng ta biết đến" - Giáo sư Kalogera nói.
Bản chất thật sự của vật thể bí ẩn nói trên vẫn chưa được các nhà khoa học kết luận. Các nhà khoa học cho biết, cần phải có nhiều quan sát hơn để thu thập thêm kiến thức về kiểu vật thể này.
Tìm thấy lỗ đen gần Trái đất nhất Một nhóm các nhà thiên văn học từ Đài thiên văn Nam châu Âu (ESO) và các viện nghiên cứu khác đã phát hiện ra một lỗ đen nằm cách Trái đất chỉ 1000 năm ánh sáng. Lỗ đen này gần với Hệ mặt trời của chúng ta hơn bất kỳ hệ thống nào khác được tìm thấy cho đến nay. Nhóm nghiên...