Ngôi sao “quái vật” sáng hơn 2 triệu lần so với Mặt trời bất ngờ biến mất
Sự biến mất bí ẩn của một ngôi sao được đặt tên là ngôi sao “quái vật” có thể gợi ý về một kiểu chết mới của các ngôi sao trong vũ trụ mà các nhà khoa học chưa từng biết đến.
Năm 2019, các nhà khoa học chứng kiến một ngôi sao khổng lồ sáng hơn 2,5 triệu lần so với Mặt trời biến mất không một dấu vết. Cho đến nay, vẫn chưa có lời giải.
Trong một báo cáo mới được công bố, một nhóm các nhà nghiên cứu đã cố gắng giải quyết trường hợp ngôi sao biến mất bí ẩn này bằng cách đưa ra một số lời giải thích.
Theo quan điểm của nhà nghiên cứu, ngôi sao khổng lồ đã chết và sụp đổ thành hố đen mà không trải qua một vụ nổ siêu tân tinh như chúng ta vẫn biết.
“Chúng ta có thể đã phát hiện ra một trong những ngôi sao lớn nhất của vũ trụ lặng lẽ đi vào màn đêm”, Jose Groh, nhà thiên văn học từ trường Cao đẳng Trinity, Ireland và là đồng tác giả của nghiên cứu tuyên bố.
“Nếu đúng, đây sẽ là phát hiện trực tiếp đầu tiên về một ngôi sao quái vật như vậy kết thúc cuộc đời của nó theo cách này”, nhà nghiên cứu Andrew Allan, cũng thuộc Cao đẳng Trinity College, nhấn mạnh.
Ngôi sao đang khiến giới khoa học đau đầu nằm cách chòm sao Bảo Bình khoảng 75 triệu năm ánh sáng, đã được nghiên cứu kỹ từ năm 2001 đến năm 2011.
Quả cầu nở hoa là một ví dụ tuyệt vời về một một ngôi sao khổng lồ tiến gần đến cuối cuộc đời của nó và dễ bị thay đổi không thể đoán trước về độ sáng. Những ngôi sao như thế này rất hiếm, chỉ có một số ít được xác nhận trong vũ trụ cho đến nay.
Video đang HOT
Vào năm 2019, Allan và các đồng nghiệp đã hy vọng sử dụng Kính thiên văn rất lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu để tìm hiểu thêm về sự tiến hóa bí ẩn của ngôi sao, chỉ để phát hiện ra rằng ngôi sao dường như đã biến mất hoàn toàn khỏi thiên hà chủ của nó.
Thông thường, khi một ngôi sao lớn hơn nhiều so với Mặt trời của chúng ta hết tuổi thọ, nó sẽ tạo ra một vụ nổ siêu tân tinh khổng lồ. Những vụ nổ này rất dễ phát hiện vì chúng nhuộm màu xung quanh bằng khí ion hóa và bức xạ mạnh trong nhiều năm ánh sáng theo mọi hướng. Sau vụ nổ, lõi dày đặc của vật liệu sao còn sót lại có thể sụp đổ thành lỗ đen hoặc sao neutron.
Tuy nhiên, ngôi sao “quái vật” mất tích không để lại bức xạ như vậy. Nó đơn giản là biến mất không một dấu vết.
Để điều tra bí ẩn này, các nhà nghiên cứu đã nhìn lại các quan sát trước đây về ngôi sao được chụp vào năm 2002 và 2009. Họ phát hiện ra rằng ngôi sao đã trải qua thời kỳ bùng nổ mạnh mẽ trong thời gian này, đưa ra một lượng lớn vật chất sao với tốc độ nhanh hơn nhiều so với thông thường.
Các nhà nghiên cứu ngôi sao cho rằng nó trải qua nhiều vụ nổ khiến chúng phát sáng rực rỡ hơn nhiều so với bình thường. Sự bùng nổ có khả năng kết thúc vào khoảng sau năm 2011. Điều này có thể giải thích tại sao ngôi sao xuất hiện quá sáng trong những lần quan sát ban đầu.
Tuy nhiên, nó không giải thích điều gì đã xảy ra sau vụ nổ khiến ngôi sao biến mất. Một lời giải thích có thể là ngôi sao mờ đi đáng kể sau khi bộc phát và sau đó bị che khuất thêm bởi một lớp bụi vũ trụ dày. Nếu đây là trường hợp có thể xảy ra thì ngôi sao có thể xuất hiện trở lại trong các quan sát trong tương lai.
Lời giải thích kỳ lạ và thú vị hơn là ngôi sao không bao giờ hồi phục sau sự bùng nổ của nó, thay vào đó sụp đổ thành một lỗ đen. Đây sẽ là một sự kiện hiếm hoi. Với khối lượng ước tính của ngôi sao trước khi biến mất, nó có thể tạo ra một lỗ đen có khối lượng gấp 85 đến 120 lần Mặt trời. Mặc dù điều này có thể xảy ra mà không có siêu tân tinh nhìn thấy vẫn là một câu hỏi mở khiến giới nghiên cứu thiên văn đau đầu.
Phát hiện mới nhất về hố đen: Chứng minh lý thuyết của Einstein là đúng
Những luận điểm trong thuyết tương đối của Einstein tiếp tục được giới thiên văn học chứng minh là đúng.
Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học quan sát thấy một ngôi sao quay quanh hố đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta. Và ngôi sao đang "nhảy múa" theo giai điệu như đúng dự đoán trong thuyết tương đối của Albert Einstein đã công bố năm 1916.
Việc quan sát các ngôi sao được thực hiện bởi các nhà thiên văn học thông qua Kính viễn vọng rất lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu trên sa mạc Atacama - Chile. Họ thấy rằng quỹ đạo của ngôi sao có hình dạng như một bông hồng chứ không phải là hình elip như dự đoán của Isaac Newton trong thuyết hấp dẫn. Quỹ đọa nhảy múa này đã một lần nữa chứng minh tính chính xác thuyết tương đối của Einstein.
"Thuyết tương đối của Einstein dự đoán rằng quỹ đạo bị ràng buộc của một vật thể xung quanh một vật thể khác không bị đóng lại như trong lực hấp dẫn của Newton, mà là điều kiện tiên quyết trong mặt phẳng chuyển động.", Giáo sư, Tiến sĩ Reinhard Genzel, giám đốc Viện Vật lý ngoài Trái Đất Max Planck ở Garched, Đức cho biết.
Hiệu ứng đặc biệt
Mô phỏng này cho thấy quỹ đạo của các ngôi sao rất gần với hố đen siêu lớn ở trung tâm dải Ngân hà.
"Hiệu ứng nổi tiếng này lần đầu tiên được nhìn thấy trên quỹ đạo của Sao Thủy quanh Mặt Trời, là bằng chứng đầu tiên ủng hộ thuyết tương đối của Einstein", Giáo sư Genzel nói. "Một trăm năm sau, chúng ta đã phát hiện ra hiệu ứng tương tự trong chuyển động của một ngôi sao quay quanh nguồn vô tuyến Sagittarius A* (một nguồn phát sóng vô tuyến thiên văn rất mạnh tại trung tâm của dải Ngân Hà, gần các chòm sao Nhân Mã và Thiên Yết). Bước đột phá quan sát này củng cố bằng chứng rằng Sagittarius A* phải là một hố đen siêu lớn gấp 4 triệu lần khối lượng Mặt Trời."
Sagittarius A* là một hố đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà của chúng ta với khoảng cách 26.000 năm ánh sáng từ Mặt Trời. Hệ Mặt Trời của chúng ta tồn tại ở rìa của một trong những nhánh xoắn ốc khổng lồ của dải Ngân hà.
Một hệ thống những ngôi sao dày đặc có thể được tìm thấy xung quanh hố đen. Một trong số đó là ngôi sao S2, như trong quan sát này, đã đi qua hố đen cách nó khoảng 20 tỷ km. Đây là một trong những ngôi sao gần nhất được tìm thấy quay quanh hố đen. Khi nó ở gần hố đen, ngôi sao di chuyển với tốc độ bằng 3% tốc độ ánh sáng, nghĩa là phải mất 16 năm để ngôi sao hoàn thành một quỹ đạo quanh hố đen.
"Sau khi theo dõi ngôi sao trên quỹ đạo của nó trong 27 năm, các phép đo của chúng tôi đã khẳng định tính chính xác suy đoán của Schwarzschild, nhà vật lý học người Đức, về ngôi sao S2 quanh Sagittarius A*", phát biểu của Tiến sĩ Stefan Gillessen, người chịu trách nhiệm phân tích các phép đo tại Viện Vật lý ngoài Trái Đất Max Planck.
Các quỹ đạo thường không phải là vòng tròn hoàn hảo. Thay vào đó, các vật thể di chuyển gần hơn hoặc xa hơn trong quá trình quay. Quỹ đạo của S2 quanh hố đen thay đổi mỗi lần giúp tạo ra hình dạng hoa hồng. Và thuyết tương đối của Einstein chỉ ra rằng quỹ đạo đó thay đổi bao nhiêu.
Một hình ảnh rõ ràng hơn
Thuyết tương đối của Einstein cũng cho phép chúng ta hiểu thêm về các khu vực chung ở trung tâm của Thiên hà, điều mà chúng ta khó có thể nhìn thấy do bị mây và bụi trong thiên hà che mờ.
Các quan sát ngôi sao này trong khoảng thời gian 27 năm đủ để thuyết phục những ai còn nghi ngờ tính chính xác của thuyết tương đối và kết quả của nghiên cứu này. Một đội nghiên cứu khác trước đó cũng đã báo cáo về cách ngôi sao phát ánh sáng khi đến gần hố đen.
Nhà nghiên cứu Paulo Garcia, đồng tác giả, đang làm việc tại Trung tâm Vật lý thiên văn và Trọng lực Bồ Đào Nha cho biết: "Kết quả trước đây của chúng tôi đã chỉ ra rằng ánh sáng phát ra từ ngôi sao tuân theo thuyết tương đối của Einstein. Và bây giờ, chúng tôi đã cho thấy chính ngôi sao đang cảm nhận được ảnh hưởng của thuyết tương đối."
Các kính viễn vọng trong tương lai, như Kính viễn vọng cực lớn của Đài thiên văn Nam châu Âu, sẽ cho phép quan sát các ngôi sao mờ hơn khi di chuyển gần đến lỗ đen.
"Nếu chúng ta may mắn, chúng ta có thể chụp được những ngôi sao đủ gần để cảm nhận được sự quay quanh lỗ đen của chúng", Andreas Eckart, đồng tác giả nghiên cứu và nhà khoa học chính của dự án từ Đại học Cologne ở Đức cho biết. "Và đó sẽ là một mức độ thử nghiệm hoàn toàn khác."
Nghiên cứu được công bố vào ngày 16/4 trên tạp chí Astronomy & Astrophysics.
Các nhà thiên văn nhìn thấy một ngôi sao nhảy múa xung quanh một lỗ đen Lần đầu tiên, các nhà thiên văn học đã quan sát thấy một ngôi sao quay quanh lỗ đen siêu lớn ở trung tâm Dải Ngân hà của chúng ta. Và ngôi sao chuyển động theo thuyết trọng lực của Albert Einstein. Nghiên cứu được công bố vào thứ năm trên tạp chí Astronomy & Astrophysics. Các quan sát của ngôi sao được...