Lỗ đen lớn nhất lịch sử được phát hiện nhờ 'sáp nhập'
Đài quan sát LIGO đã quan sát một sự kiện vũ trụ chưa từng có: vụ sáp nhập lỗ đen lớn nhất từng được ghi nhận.
Khám phá này không chỉ thách thức các mô hình vật lý hiện tại mà còn thúc đẩy các nhà khoa học tiến hành các cuộc điều tra sâu hơn về dữ liệu mới. Đây được xem là phát hiện mang tính đột phá trong lĩnh vực thiên văn học sóng hấp dẫn.
Hình ảnh mô tả sự sáp nhập của hai lỗ đen để tạo thành GW231123 lớn nhất cho đến nay.
Dựa trên mối quan hệ hợp tác LIGO-Virgo-KAGRA (LVK), nhóm nghiên cứu quốc tế đã phát hiện vụ sáp nhập giữa hai lỗ đen riêng biệt này và được đặt tên là GW231123. Kết quả là sự hình thành một lỗ đen mới với khối lượng gấp 225 lần Mặt Trời.
LIGO lần đầu tiên đi vào lịch sử vào năm 2016 khi xác nhận sự tồn tại của sóng hấp dẫn, điều này cung cấp bằng chứng mạnh mẽ cho thuyết tương đối rộng của Einstein. Sóng hấp dẫn là những gợn sóng trong cấu trúc không-thời gian, lan truyền với tốc độ ánh sáng và chỉ có thể được phát hiện bằng các thiết bị có độ chính xác cực cao, chẳng hạn như các thiết bị do LIGO vận hành.
Ban đầu được tài trợ bởi Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ và vận hành bởi Caltech và MIT, LIGO hiện đang hoạt động song song với hai đài quan sát bổ sung: Virgo ở Ý và KAGRA ở Nhật Bản. Các máy dò này là thành viên của dự án hợp tác LVK. Chuyến quan sát gần đây nhất của họ diễn ra vào tháng 11/2023 đã dẫn đến phát hiện GW231123.
Tất cả nhờ sự hỗ trợ của hệ thống quan sát của LIGO.
Hai lỗ đen liên quan đến GW231123 có khối lượng ước tính gấp khoảng 100 và 140 lần khối lượng Mặt Trời, điều này cho phép nó tạo ra lỗ đen lớn nhất từng được phát hiện trong lịch sử LIGO. Trước đó, lỗ đen giữ kỷ lục là GW190521 được phát hiện vào năm 2021 có tổng khối lượng gấp 140 lần khối lượng Mặt Trời.
Điều đặc biệt ở GW231123 là cả hai lỗ đen đều quay rất nhanh, gần với giới hạn lý thuyết do thuyết tương đối rộng của Einstein đặt ra. Theo nhà nghiên cứu Charlie Hoy của LVK, tốc độ quay cao như vậy không thể tồn tại theo các mô hình tiến hóa sao tiêu chuẩn, điều đó khiến khám phá này khó có thể giải thích bằng các lý thuyết vật lý thiên văn hiện tại.
Một giả thuyết hàng đầu cho rằng các lỗ đen này có thể bắt nguồn từ các vụ sáp nhập trước đó. Trong trường hợp này, các lỗ đen nhỏ hơn đã hình thành một hệ thống lỗ đen đôi, cuối cùng lại sáp nhập lần nữa để tạo nên cặp lỗ đen khổng lồ và quay nhanh như được thấy trong GW231123.
Theo đại diện của LVK, cho biết các nhà khoa học có thể mất nhiều năm để làm sáng tỏ hoàn toàn những hệ quả của sự kiện này. Những phát hiện này vừa được trình bày tại Hội nghị Quốc tế lần thứ 24 về Thuyết Tương đối Rộng và Lực hấp dẫn tại Glasgow, Scotland.
