Phát hiện hố đen nặng gấp 142 lần Mặt Trời

Các hố đen ngoài vũ trụ vốn được biết đến là những vùng không gian dày đặc có sức hút mạnh đến mức ánh sáng không thể thoát ra. Cho đến nay, giới thiên văn học mới chỉ xác định được 2 kiểu kích thước của hố đen.

Một số hố đen có kích thước bằng cả thành phố, được hình thành từ những ngôi sao tan rã, gọi là hố đen sao. Một số hố đen khác nằm ở trung tâm thiên hà, có khối lượng gấp hàng triệu, thậm chí hàng tỷ lần so với Mặt Trời của chúng ta.

Hình ảnh mô phỏng quá trình phát sóng hấp dẫn của hố đen. Ảnh: LIGO/Caltech/MIT.

Kiến thức về hố đen là vô tận và đôi khi khiến giới khoa học phải ngỡ ngàng. Theo Washington Post, tháng 5/2019, hai thiết bị dò tìm của các nhà nghiên cứu là LIGO và Virgo đã bắt được tín hiệu va chạm của 2 hố đen sao. Vụ va chạm này đã tạo nên một hố đen trung tính lần đầu tiên được các nhà khoa học phát hiện, có khối lượng gấp 142 lần Mặt Trời.

“Đây là vụ nổ lớn nhất kể từ sự kiện Big Bang”, Alan Weinstein, nhà vật lý học của Caltech cho biết.

Theo Physical Review Letters và Astrophysical Journal Letters, vụ va chạm đã tạo ra nguồn năng lượng khổng lồ dưới dạng sóng hấp dẫn. Làn sóng này được truyền đi với tốc độ ánh sáng và chuyển sang tín hiệu âm thanh thông qua thiết bị dò tìm.

“Nghe nó giống một tiếng vỗ nhẹ. Những khó mà nhận thấy được khi nghe qua loa”, Weinstein cho biết tín hiệu mà nhóm nhà khoa học nhận được chỉ kéo dài 1/10 giây.

Vụ va chạm này xảy ra cách đây khoảng 7 tỷ năm, khi vũ trụ mới bước sang 1/2 số tuổi hiện tại. Những vụ hợp nhất hố đen sau quá trình va chạm không phải là hiếm và vốn được các nhà nghiên cứu quan sát từ lâu. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên một hố đen trung tính có kích thước lớn gấp nhiều lần hố đen sao xuất hiện.

Theo nhà vật lý Nelson Christensen, Giám đốc nghiên cứu của Trung tâm Nghiên cứu Khoa học Quốc gia Pháp, từng có giả thiết cho rằng sự tan rã của các ngôi sao không thể tạo ra hố đen có kích cỡ lớn gấp 70 lần khối lượng Mặt Trời.

Tuy nhiên, hai hố đen sao được các nhà khoa học tìm thấy có kích thước gấp 66 lần và 85 lần Mặt Trời. Christensen cho biết các nhà khoa học vẫn chưa thể lý giải nguồn gốc sinh ra những hố đen siêu lớn nằm giữa thiên hà. Thông qua việc phát hiện ra hố đen trung tính, những bí mật về hố đen siêu lớn có thể dần được sáng tỏ.

Theo nhà thiên văn học Avi Loeb làm việc tại Harvard, giống như trò chơi xếp hình Lego, hố đen siêu lớn có thể là kết quả của những hố đen nhỏ hơn kết hợp lại. Cả 2 nhà khoa học Weinstein và Christensen cũng nhất trí với giả thuyết trên.

“Nguồn gốc của cặp hố đen này hoàn toàn khác biệt. Trong một không gian dày đặc ngôi sao chết xung quanh, các hố đen có khả năng dễ dàng bắt gặp nhau”, Janna Levin, nhà thiên văn học của Đại học Barnard nhận xét.

Mặc dù vậy, giới thiên văn học vẫn chưa thể giải thích được quá trình hợp nhất của hố đen. Thay vào đó, có giả thuyết cho rằng sự tồn tại của hố đen siêu lớn bắt nguồn ngay sau vụ nổ Big Bang.

“Trong vật lý thiên văn, chúng ta phải luôn luôn đối mặt với những điều bất ngờ”, Weinstein cho biết.