Lỗ đen khổng lồ trong dải Ngân Hà chỉ là sai lầm?

Vào tháng 11, các nhà khoa học tại Đài Quan sát Thiên văn Quốc gia Trung Quốc công bố một lỗ đen với khối lượng lớn gấp 70 lần Mặt Trời, ngay bên trong dải Ngân Hà. Lỗ đen này được gọi là LB-1.

Về lý thuyết, một ngôi sao có kích thước tương tự Mặt Trời của chúng ta không thể tạo ra lỗ đen có kích thước khổng lồ như LB-1. Do vậy, khối lượng của LB-1 được cho là sẽ thách thức những thuyết về quá trình tiến hóa của các lỗ đen từ trước tới nay.

Lỗ đen LB-1 thách thức mọi lý thuyết về quá trình tiến hóa của các ngôi sao. (Ảnh: AFP).

"Không thể giải thích sự tồn tại của lỗ đen này với khối lượng ban đầu của nó, gió sao (quá trình ngôi sao thất thoát vật chất) hay phản ứng nhiệt hạch. Nó làm thay đổi quan niệm của chúng ta về quá trình tiến hóa của các ngôi sao và sự hình thành lỗ đen", giáo sư thiên văn Li Xiangdong thuộc Đại Học Nam Kinh khẳng định.

Dữ liệu chưa chặt chẽ

"LB-1 lớn gấp đôi những gì chúng tôi tính toán. Các nhà vật lý lý thuyết sẽ phải tìm cách giải thích sự hình thành của nó", nhà nghiên cứu Liu Jifeng thuộc Đài Quan sát Thiên văn Quốc gia Trung Quốc chia sẻ.

Tuy ông Liu Jifeng cho biết ông và các đồng nghiệp đã kiểm chứng với các nhà thiên văn học trên khắp thế giới tới 3 năm mới công bố phát hiện trên, hai bài báo khoa học mới được công bố đã tìm cách lý giải những sai lầm có thể dẫn đến quan sát trên.

Lỗ đen vẫn là thách thức lớn đối với các nhà khoa học. (Ảnh: Science Daily).

Đầu tiên, cần hiểu cách mà các nhà khoa học Trung Quốc đi đến kết luận về lỗ đen khổng lồ. Họ quan sát được 2 nguồn sáng ở khoảng cách khoảng 15.000 năm ánh sáng so với Trái Đất, trong đó có một nguồn sáng cường độ cao di chuyển rất nhanh, được gọi là sao B, và một nguồn sáng với cường độ thấp hơn và di chuyển rất chậm, được gọi là đường sáng Hα.

Dựa vào cách mà hai nguồn ánh sáng tương tác với nhau, các nhà khoa học có thể tính toán được khối lượng của vật thể phát ra đường sáng Hα. Nó giống như một người chơi lắc vòng: người này chỉ cần chuyển động bụng một khoảng rất nhỏ để vòng xoay quanh bụng với vận tốc cao hơn nhiều.

"Chúng ta đã có ngôi sao B, và đó chỉ là một thành phần trong hiện tượng này. Lỗ đen là thành phần còn lại. Chúng ta có thể quan sát hai sự kiện và liên kết chúng với nhau", Jackie Faherty, nhà thiên văn học tại bảo tàng lịch sử New York giải thích.

Theo Live Science, vấn đề là các kính viễn vọng của con người chưa đủ độ phân giải để trực tiếp quan sát những sự kiện ở xa như thế này. Trong thực tế, các nhà khoa học đều phải tính toán các chuyển động của vật thể dựa trên những thay đổi về bước sóng quan sát được.

Cụ thể hơn, chúng ta sẽ tính toán vận tốc, khoảng cách ngôi sao B di chuyển dựa trên hiệu ứng Doppler, khi tần số từ sóng phát ra bị thay đổi dựa trên khoảng cách. Các nhà khoa học cũng có thể tính ra các thông số của vật thể phát ra đường sáng Hα, và từ đó kết luận đây là một lỗ đen khổng lồ.

Vấn đề của kết luận này, theo các bài báo khoa học mới phân tích, là họ đã không thể tách biệt dữ liệu từ ánh sáng của ngôi sao B và đường Hα. Nói cách khác, đường Hα hoàn toàn có thể là kết quả từ một hiệu ứng quang học từ ánh sáng của chính ngôi sao B, chứ không phải từ một vật thể với khối lượng siêu lớn. Trong trường hợp đó, vật thể phát ra đường sáng Hα hoàn toàn không chuyển động.

Hai cách giải thích sai lầm nói trên

"Sau khi chỉ ra sai lầm về dữ liệu thì mọi việc trở nên rất đơn giản. Tôi nghĩ phần lớn nhà thiên văn học sẽ hiểu được vấn đề và đồng ý", Leo C. Stein, nhà thiên văn học tại đại học Mississippi nói với Live Science.

Trước đó, các nhà khoa học cho rằng một lỗ đen khổng lồ chỉ có thể hình thành khi hai lỗ đen nhỏ hơn va chạm và nhập vào làm một, tạo ra các sóng hấp dẫn. (Ảnh: Swinburne Astronomy Productions).

Theo hai nhà thiên văn Kareem El-Badry và Eliot Quataert, tác giả một trong hai bài báo, khi vật thể không chuyển động, có thể đi đến hai khả năng. Khả năng đầu tiên là lỗ đen đó còn có khối lượng lớn hơn rất nhiều lần so với tính toán ban đầu, do vậy chuyển động của nó trở nên rất nhỏ, không quan sát được.

"Chúng tôi cho rằng khả năng này rất khó xảy ra", hai tác giả cho biết.

Khả năng cao hơn, theo bài báo do các nhà khoa học Bỉ công bố, là đường Hα đó đến từ một nguồn khác chưa xác định được. Nhóm vật thể mà các nhà khoa học Trung Quốc quan sát vẫn có thể tồn tại một lỗ đen, nhưng nó có kích thước chỉ tương đương Mặt Trời. Khả năng này phù hợp với các lý thuyết thiên văn hiện tại, vốn chưa thể giải thích lý do một lỗ đen khổng lồ như LB-1 tồn tại trong giải Ngân Hà.

"Đây là cách mà khoa học tiến lên. Các nhà khoa học sẽ ghi nhận những vấn đề có thể khiến chúng ta phải suy nghĩ lại các lý thuyết về tiến hóa sao. Tuy nhiên, các nhà khoa học cũng cần phải kiểm tra lại kỹ lưỡng những công trình nghiên cứu của người khác, và trường hợp này là như vậy", ông Jackie Faherty cho biết.