Kinh hoàng với cảnh hố đen "chén sạch" một ngôi sao

Khi các nhà thiên văn tại Đại học New Hampshire lần đầu tiên phát hiện ra nguồn tia X XJ1500 0154, họ không hề nghĩ rằng mình sẽ được quan sát hiện tượng này trong một thập kỷ.

Sự kiện gián đoạn thủy triều (TDE) xảy ra khi lực hấp dẫn của một lỗ đen xé nát một ngôi sao ở quá gần. Một số vật chất của ngôi sao bị trục xuất ra ngoài, trong khi phần còn lại bị kéo về phía lỗ đen. Các vật chất tạo thành một chiếc đĩa bồi đắp dần xung quanh lỗ đen cho tới khi nó bị kéo vào trong. Áp lực của chiếc đĩa này tạo ra nhiệt độ lên tới vài triệu, và phát ra tia X có thể đo được bằng các đài quan sát vệ tinh.

Các tia sáng đa bước sóng phát ra trong quá trình gián đoạn thủy triều thường mờ dần sau vài năm hoặc lâu hơn. Tia sáng phát ra từ XJ1500 0154 đã kéo dài 10 năm.

Sự kiện gián đoạn thủy triều kéo dài cả thập kỷ này đã được các nhà thiên văn của Đại học New Hampshire quan sát lâu hơn 10 lần so với tất cả các sự kiện gián đoạn thủy triều đo được trước đó.

Dacheng Lin - nhà khoa học tại Trung tâm khoa học vũ trụ của Đại học New Hampshire phát biểu “chúng tôi đã chứng kiến cái chết ngoạn mục của kéo dài của một ngôi sao. Từ những năm 1990, có hàng chục các sự kiện được gọi là gián đoạn thủy triều đã được phát hiện, tuy nhiên không một sự kiện nào trong số đó duy trì ánh sáng lâu như lần này”.

Có hai kịch bản có thể giải thích cho điều này: các nhà khoa học đã chứng kiến một ngôi sao lớn nhất từ trước đến giờ bị phá hủy bởi gián đoạn thủy triều, hoặc họ đã thấy được một ngôi sao đầu tiên hoàn toàn bị lỗ đen phá hủy.

Bằng cách kết hợp sức mạnh quan sát của ba kính viễn vọng không gian - Đài quan sát tia X Chandra và vệ tinh Swift của NASA cũng như vệ tinh XMM – Newton của Cơ quan vũ trụ châu Âu, bộ phim được thấy đang diễn ra ở trung tâm của một thiên hà cách chúng ta khoảng 1,8 tỷ năm ánh sáng. Các quan sát cho thấy lỗ đen đã che khuất giới hạn Eddington – được cho là điều tiết sự trao đổi vật chất chảy vào và ra khỏi đĩa bồi đắp của lỗ đen.

XJ1500 0154 vẫn đang nhai nuốt vật chất của ngôi sao và thải ra tia X, nhưng các quan sát cho thấy nó sẽ bắt đầu mờ dần trong vài năm tới. Sự kiện này được vệ tinh XMM- Newton phát hiện lần đầu ngày 23/7/2005. Nó đạt đến độ sáng đỉnh điểm vào ngày 5/6/2008 khi được quan sát bằng đài thiên văn Chandra. Kể từ đó, các tia X thải ra đang mờ dần đi đã được quan sát nhiều lần trong các năm tiếp theo, cho phép chúng ta nhìn sâu vào cách tiêu thụ vật chất của phần lớn các lỗ đen lớn và có lẽ là cách mà chúng đạt được khối lượng một cách nhanh chóng trong vũ trụ sơ khai. Tốc độ được gia tăng của lỗ đen có thể giúp giải thích tại sao các lỗ đen khổng lồ lại có thể lớn nhanh như vậy. Một vài lỗ đen khổng lồ có khối lượng bằng 1 tỷ lần mặt trời chỉ 1 tỷ năm sau khi xảy ra vụ nổ Big Bang.

Nhà khoa học Stefanie Komossa công tác tại Đại học quốc gia QianNan, Trung Quốc cho rằng “sự kiện này cho thấy các lỗ đen thật sự có thể tăng trưởng với tốc độ cao bất thường. Điều này có thể giúp chúng ta hiểu được các lỗ đen ban đầu sẽ trở thành gì”

Một trong những câu hỏi lớn chưa được giải đáp của ngành vũ trụ học hiện đại là cách các lỗ đen gia tăng kích thước nhanh chóng. Nghiên cứu mới về sự kiện gián đoạn thủy triều kỳ lạ và thói quen ăn uống của một lỗ đen có thể nắm giữ một phần của câu trả lời.

Anh Thư (Tổng hợp)