Luôn có điều gì đó mới mẻ và thú vị xảy ra trong lĩnh vực nghiên cứu lỗ đen. Albert Einstein lần đầu tiên xuất bản cuốn sách giải thích Thuyết Tương đối Tổng quát, mô tả các lỗ đen, vào năm 1922. Một trăm năm sau, các nhà thiên văn học đã nhận được những hình ảnh thực tế về lỗ đen ở trung tâm Dải Ngân hà. Trong một bài báo gần đây, một nhóm các nhà thiên văn học mô tả một khám phá mới thú vị khác: lỗ đen "ngủ đông" đầu tiên được phát hiện bên ngoài thiên hà.
Hố đen ngủ đông là những hố đen không phát ra ánh sáng nhìn thấy được. Vì vậy, chúng nổi tiếng là khó tìm. Khám phá mới này rất thú vị vì nó cung cấp cái nhìn sâu sắc về sự hình thành và tiến hóa của các lỗ đen. Thông tin này rất quan trọng để hiểu được sóng hấp dẫn cũng như các hiện tượng thiên văn khác.
VFTS 243 là một hệ nhị phân, tức là nó bao gồm hai vật thể quay xung quanh một khối tâm chung. Vật thể đầu tiên là một ngôi sao rất nóng màu xanh lam có khối lượng gấp 25 lần Mặt trời, và vật thể thứ hai là một lỗ đen nặng gấp 9 lần Mặt trời. VFTS 243 nằm trong Tinh vân Tarantula trong Đám mây Magellan Lớn, một thiên hà đồng hành với Dải Ngân hà nằm cách Trái đất khoảng 163 năm ánh sáng.
Hố đen trong VFTS 243 được coi là không hoạt động vì nó không phát ra gì. Điều này hoàn toàn trái ngược với các hệ thống nhị phân khác, trong đó phát xạ tia X mạnh được ghi lại từ lỗ đen.
Hố đen có đường kính khoảng 54 km và làm lùn ngôi sao tràn đầy năng lượng, lớn hơn khoảng 200 lần. Cả hai đều quay nhanh quanh khối tâm chung. Ngay cả với những kính thiên văn mạnh mẽ nhất, hệ thống trông giống như một chấm xanh duy nhất về mặt trực quan.
Các nhà thiên văn nghi ngờ rằng Dải Ngân hà và Đám mây Magellan Lớn chứa hàng trăm hệ thống nhị phân như vậy với các lỗ đen không phát ra tia X. Các lỗ đen được nhìn thấy rõ nhất khi chúng tách vật chất khỏi một ngôi sao đồng hành, một quá trình được gọi là "cho ăn".
Việc nạp liệu tạo ra một đĩa khí và bụi bao quanh lỗ đen. Khi vật liệu làm đĩa rơi vào lỗ đen, ma sát làm nóng đĩa bồi lên hàng triệu độ. Những đĩa vật chất nóng này phát ra rất nhiều tia X. Hố đen đầu tiên được phát hiện theo cách này là hệ thống Swan X-1 nổi tiếng.
Các nhà thiên văn từ lâu đã biết rằng VFTS 243 là một hệ thống nhị phân, nhưng vẫn chưa rõ liệu hệ thống này là một cặp sao hay một vũ điệu giữa một ngôi sao và một lỗ đen. Để xác định điều gì là đúng, nhóm nghiên cứu hệ thống nhị phân đã sử dụng một kỹ thuật gọi là gỡ rối quang phổ. Phương pháp này chia ánh sáng từ VFTS 243 thành các bước sóng của nó, tương tự như những gì xảy ra khi ánh sáng trắng chiếu vào lăng kính và các màu khác nhau được tạo ra.
Phân tích này cho thấy ánh sáng từ VFTS 243 đến từ một nguồn duy nhất chứ không phải từ hai ngôi sao riêng biệt. Trong trường hợp không có bức xạ từ bạn đồng hành của ngôi sao, kết luận khả thi duy nhất là thiên thể thứ hai trong hệ nhị phân là một lỗ đen, và do đó, lỗ đen không hoạt động đầu tiên được phát hiện bên ngoài thiên hà Milky Way.
Hầu hết các lỗ đen có khối lượng nhỏ hơn 100 Mặt trời được hình thành do sự sụp đổ của một ngôi sao lớn. Khi điều này xảy ra, thường có một vụ nổ mạnh được gọi là siêu tân tinh. Thực tế là lỗ đen trong hệ thống VFTS 243 ở trên quỹ đạo tròn với ngôi sao là bằng chứng chắc chắn rằng không có vụ nổ siêu tân tinh nào có thể đẩy lỗ đen ra khỏi hệ thống hoặc ít nhất là phá vỡ quỹ đạo. Thay vào đó, ngôi sao tiền thân dường như đã sụp đổ để tạo thành một lỗ đen mà không phát nổ.
Ngôi sao lớn trong hệ thống VFTS 243 sẽ chỉ sống được 5 triệu năm nữa - một khoảnh khắc theo tiêu chuẩn thiên văn. Cái chết của ngôi sao sẽ dẫn đến sự hình thành của một lỗ đen khác, biến hệ thống VFTS 243 thành một lỗ đen nhị phân.
Cho đến nay, các nhà thiên văn đã phát hiện ra khoảng 100 sự kiện khi các lỗ đen kép hợp nhất và tạo ra các gợn sóng trong không-thời gian. Nhưng các hệ thống lỗ đen nhị phân này hình thành như thế nào vẫn chưa được biết, đó là lý do tại sao VFTS 243 và các hệ thống tương tự chưa được phát hiện lại rất quan trọng đối với các nghiên cứu trong tương lai. Có lẽ thiên nhiên có khiếu hài hước, vì các lỗ đen, mặc dù các vật thể tối nhất đang tồn tại và không phát ra ánh sáng, nhưng thay vào đó lại làm sáng tỏ hiểu biết cơ bản của chúng ta về vũ trụ.
Bạn có thể giúp Ukraine chiến đấu chống lại những kẻ xâm lược Nga. Cách tốt nhất để làm điều này là quyên góp quỹ cho Các lực lượng vũ trang của Ukraine thông qua Cuộc sống tiết kiệm hoặc thông qua trang chính thức NBU.
Đọc thêm:
- Các nhà khoa học phơi bày những khám phá sai lầm về lỗ đen đã tự mình khám phá ra một lỗ đen
- Các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một lỗ đen quái vật