Chấn động giới thiên văn: Hố đen siêu khổng lồ xé toạc rồi nuốt trọn ngôi sao

Phát hiện này được công bố trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Nature Astronomy, đánh dấu hiện tượng bùng sáng hố đen lớn nhất mà các nhà khoa học từng ghi nhận.

Được phát hiện lần đầu tiên vào năm 2018 trong một cuộc khảo sát bầu trời, vệt sáng (không có trong ảnh) được mô tả là một "vật thể đặc biệt sáng", nhưng các nhà khoa học không thể thu thập được nhiều thông tin hơn thế trong các quan sát tiếp theo.

Theo trang Space, vụ bùng phát ánh sáng này – trong thiên văn học gọi là flare – là hiện tượng sáng nhất từng được quan sát liên quan đến một hố đen.

“Đây thực sự là một đối tượng một trong một triệu,” Matthew Graham, tác giả chính của nghiên cứu và giáo sư ngành thiên văn tại Viện Công nghệ California (Caltech), nói với NBC News. Ông là một trong các trưởng nhóm của hệ thống quan sát Zwicky Transient Facility (ZTF) – dự án đóng vai trò phát hiện ra sự kiện này.

Vụ bùng phát được nhìn thấy từ rìa vũ trụ

Hiện tượng cực “khủng” này được phát hiện nhờ Zwicky Transient Facility - hệ thống quan sát chuyên theo dõi các vật thể biến đổi độ sáng trên bầu trời. Ánh sáng bùng phát xuất phát từ một hố đen siêu khối lượng nằm sâu trong nhân thiên hà hoạt động (AGN – Active Galactic Nucleus). Đây là khu vực trung tâm của các thiên hà, nơi hố đen liên tục hút và nuốt vật chất xung quanh.

Hố đen này thuộc thiên hà có mã hiệu J2245+3743, nằm cách Trái Đất khoảng 10 tỷ năm ánh sáng. Nghĩa là ánh sáng của sự kiện mà chúng ta nhìn thấy hôm nay thực chất đã xảy ra từ khi vũ trụ mới chỉ khoảng một phần ba tuổi hiện nay.

Hố đen ở trung tâm thiên hà này có khối lượng gấp 500 triệu lần Mặt Trời – một con số vượt xa trí tưởng tượng khi nghĩ về sức mạnh hấp dẫn của nó.

Ngôi sao xấu số bị kéo vào “vùng chết”

Theo các nhà nghiên cứu, sự kiện bùng sáng này bắt đầu khi một ngôi sao có kích thước bất thường lớn bị lệch khỏi quỹ đạo vốn ổn định của nó. Khi nó tiến quá gần hố đen, lực hấp dẫn khủng khiếp đã xé toạc ngôi sao thành từng mảnh.

Các nhà khoa học gọi đây là một sự kiện gián đoạn thủy triều (tidal disruption event – TDE). Hình ảnh dễ hình dung nhất là như việc sóng lớn nghiền nát mọi thứ khi tiếp cận.

Khi vật chất từ ngôi sao bị kéo vào hố đen, nó tạo ra một lượng nhiệt khổng lồ, làm bùng phát ánh sáng mạnh đến mức vượt mọi quan sát trước đây.

“Hiện tượng này không giống bất kỳ AGN nào mà chúng tôi từng thấy,” Graham nói. “Nó sáng gấp 30 lần mọi vụ bùng sáng trước đó.”

Tỏa sáng suốt 7 năm, đi ngược quy luật

Trong vũ trụ, những vụ bùng sáng kiểu này thường diễn ra nhanh, sáng rực rồi tắt lịm chỉ trong vài tháng. Nhưng vụ việc lần này phá vỡ mọi khuôn mẫu. Nó đã sáng liên tục suốt 7 năm và vẫn chưa tắt hẳn.

Ánh sáng bùng phát xuất phát từ một hố đen siêu khối lượng nằm sâu trong nhân thiên hà hoạt động (AGN – Active Galactic Nucleus). Ảnh minh họa

Graham mô tả: “Ánh sáng của nó đang mờ dần, như thể hố đen vẫn đang tiếp tục nuốt phần còn lại của ngôi sao, giống một con cá mới chỉ nửa chừng trong cổ họng cá voi.”

So sánh này cho thấy vật chất từ ngôi sao vẫn đang tiếp tục bị kéo vào và quá trình phát sáng sẽ chỉ dừng lại khi hố đen nuốt trọn tất cả.

Sự kiện gây chấn động giới thiên văn

ZTF lần đầu tiên phát hiện sự kiện này vào năm 2018. Ban đầu, các nhà thiên văn chỉ mô tả nó là một “đối tượng đặc biệt sáng”, nhưng không có đủ dữ liệu để hiểu nó đặc biệt như thế nào.

Mọi thứ thay đổi vào năm 2023, khi các phép đo chi tiết hơn từ Đài quan sát W. M. Keck ở Hawaii xác định chính xác khoảng cách của thiên hà J2245+3743.

Graham kể lại khoảnh khắc nhóm nghiên cứu nhận ra tầm vóc của hiện tượng: “Đột nhiên, chúng tôi nhận ra: ‘Ồ, nó thật sự ở rất xa.” Và nếu nó ở xa như vậy mà vẫn sáng chói đến mức đó, thì năng lượng phát ra phải lớn đến mức nào?”

Câu hỏi ấy mở ra hướng nghiên cứu mới và cũng là lý do khiến sự kiện này gây chấn động giới thiên văn.

Khám phá thay đổi cách hiểu về hố đen

Trước đây, giới khoa học thường xem hố đen siêu khối lượng ở trung tâm thiên hà là một thực thể “lặng lẽ”, ăn vật chất đều đặn theo thời gian mà không gây biến động đáng kể. Nhưng sự kiện khổng lồ lần này cho thấy điều ngược lại.

“Chúng tôi từng nghĩ hầu hết các thiên hà đều có một hố đen siêu khối lượng ở giữa và nó chỉ... nằm đó,” Graham nói. “Giờ chúng ta biết môi trường đó năng động hơn nhiều và chúng ta mới chỉ bắt đầu khám phá bề mặt của vấn đề.”

Khám phá này giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn: cách hố đen siêu khối lượng “ăn” vật chất; cách thiên hà tiến hóa và tại sao một số hố đen bùng phát mạnh bất thường.

Một hố đen - biểu tượng của bóng tối tuyệt đối - lại trở thành nguồn sáng mạnh nhất từng được con người ghi nhận. Sự kiện này không chỉ lập kỷ lục về độ sáng, mà còn khiến giới khoa học phải xem lại những gì từng tin là “chân lý” về hố đen.

Vũ trụ vẫn còn quá nhiều bí ẩn và ngay cả những vật thể được xem là lạnh lùng và tối tăm nhất cũng có lúc bùng sáng rực rỡ, đủ để chiếu sáng cả thiên hà.

(Theo NY Post, Space)

Hải Phong