Hố đen tiếp tục phun trào nhiều năm sau khi nuốt chửng một ngôi sao

Ảnh minh họa về hiện tượng gián đoạn thủy triều khi một ngôi sao tiến quá gần hố đen siêu khối lượng, tạo ra luồng phản lực tương đối tính. Nguồn: NASA

Chủ yếu dựa vào các kính viễn vọng vô tuyến đặt tại bang New Mexico (Mỹ) và Nam Phi, nhóm nghiên cứu đang theo dõi một hố đen nằm ở trung tâm của một thiên hà xa xôi, ngoài dải Ngân Hà.

Dù đã nhiều năm trôi qua kể từ khi xé toạc và nuốt chửng một ngôi sao đi lạc quá gần, đối tượng này vẫn tiếp tục phóng ra các luồng vật chất chuyển động với tốc độ rất cao.

Điều khiến cuộc chạm trán vũ trụ đầy kịch tính này trở nên đặc biệt là cường độ mạnh mẽ và thời gian kéo dài bất thường của giai đoạn “tiêu hóa sau bữa ăn” của hố đen. Vật chất còn sót lại từ ngôi sao không bắt đầu bị phóng ra ngoài không gian cho đến hai năm sau khi bị lực hấp dẫn của hố đen xé thành các đám khí.

Tuy nhiên, luồng vật chất này đã liên tục phun trào suốt 6 năm (lâu hơn bất kỳ trường hợp nào từng được ghi nhận) và vẫn tiếp tục mạnh lên, trở thành một trong những sự kiện đơn lẻ mạnh nhất từng được quan sát trong vũ trụ.

“Sự gia tăng theo cấp số nhân về độ sáng của nguồn phát này là chưa từng có. Hiện tại, nó sáng hơn khoảng 50 lần so với thời điểm được phát hiện lần đầu và cực kỳ rực rỡ trong dải sóng vô tuyến. Hiện tượng này đã kéo dài nhiều năm và chưa có dấu hiệu dừng lại. Điều đó thực sự rất bất thường,” nhà vật lý thiên văn Yvette Cendes thuộc Đại học Oregon, tác giả chính của nghiên cứu công bố trên tạp chí Astrophysical Journal, cho biết.

Hố đen là những vật thể có mật độ cực cao, với lực hấp dẫn mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra. Hố đen đang được nghiên cứu nằm cách Trái Đất khoảng 665 triệu năm ánh sáng. Một năm ánh sáng là quãng đường ánh sáng truyền đi trong một năm, tương đương khoảng 9,5 nghìn tỉ km.

Hố đen này có khối lượng lớn hơn Mặt Trời khoảng 5 triệu lần, gần tương đương với hố đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà – nơi có khối lượng gấp khoảng 4 triệu lần Mặt Trời. Ngôi sao xấu số bị nuốt chửng là một sao lùn đỏ, với khối lượng chỉ bằng khoảng một phần mười khối lượng Mặt Trời.

Chân trời sự kiện là ranh giới không thể quay trở lại đối với bất kỳ vật chất nào bị lực hấp dẫn của hố đen hút vào. Khi một ngôi sao tiến quá gần, lực hấp dẫn cực mạnh của hố đen sẽ kéo giãn và xé nát nó.

Hiện tượng này được gọi là sự kiện phá vỡ do lực thủy triều (tidal disruption event), xuất phát từ cùng nguyên lý hấp dẫn gây ra hiện tượng thủy triều trên Trái Đất.

“Bất kỳ vật thể nào tiến quá gần chân trời sự kiện của hố đen đều có nguy cơ bị lực thủy triều xé toạc và kéo giãn thành một dòng mảnh vụn dài – quá trình mà chúng tôi gọi là ‘sự biến dạng thành sợi mì’,” nhà vật lý thiên văn Kate Alexander, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết.

Theo bà, sau khi ngôi sao bị xé tan, một phần khí rơi trở lại phía hố đen, nóng lên và bắt đầu bị “nuốt chửng”. Ánh sáng vô tuyến rực rỡ mà các kính viễn vọng ghi nhận được sinh ra từ phần vật chất sao đã tiến rất gần, nhưng chưa bao giờ thực sự vượt qua chân trời sự kiện.

“Nó giống như một đứa trẻ kén ăn, nhai thức ăn rồi nhổ mạnh ra thay vì nuốt vào,” bà Alexander ví von.

Các nhà nghiên cứu hiện vẫn chưa xác định chính xác nguyên nhân khiến sự kiện phá vỡ do lực thủy triều này, cùng với luồng phản lực tương đối tính đi kèm, lại trở nên ngoạn mục đến như vậy.

“Vì sao luồng phản lực tương đối tính hình thành ngay từ đầu thì chúng tôi thực sự chưa biết. Đây là một lĩnh vực đang được nghiên cứu tích cực. Có khả năng hiện tượng này liên quan đến từ trường xung quanh hố đen, nhưng rõ ràng phải có yếu tố bất thường nào đó, nếu không chúng ta đã quan sát thấy nhiều luồng phản lực như vậy hơn,” Cendes cho biết.

Câu hỏi lớn hiện nay là luồng vật chất này sẽ còn tiếp tục mạnh lên trong bao lâu. Nhóm nghiên cứu nghi ngờ hiện tượng có thể đạt đỉnh vào cuối năm nay hoặc trong năm tới.

“Sau khi đạt đỉnh phát xạ, nó sẽ dần mờ đi, nhưng nhiều khả năng chúng ta vẫn có thể quan sát được hiện tượng này trong một thập kỷ nữa, hoặc thậm chí lâu hơn,” Alexander nói.

ĐỨC AN