Một khám phá vũ trụ gần đây tiết lộ một lỗ đen xé toạc một ngôi sao và ném tàn dư của nó vào một ngôi sao khác. Sự kiện này liên kết các hiện tượng đứt gãy thủy triều (đứt gãy lực hấp dẫn) và các đợt phun trào bán định kỳ, giúp các nhà thiên văn hiểu rõ hơn về môi trường xung quanh lỗ đen và định hình các nghiên cứu trong tương lai.

Đài Quan sát Tia X Chandra của NASA, cùng với các kính thiên văn khác, đã phát hiện ra một lỗ đen siêu khổng lồ (supermassive black hole) phá hủy một ngôi sao và hiện đang sử dụng các mảnh vụn từ sự phá hủy này để tấn công một vật thể lân cận, có thể là một ngôi sao hoặc một lỗ đen nhỏ. Nghiên cứu đột phá này liên kết hai bí ẩn vũ trụ trước đây được coi là tách biệt, làm sáng tỏ môi trường xung quanh một số loại lỗ đen lớn nhất.

Hình minh họa bên dưới cho thấy một đĩa vật chất—được thể hiện (depicted) bằng màu đỏ, cam và vàng—được hình thành sau khi lỗ đen xé nát (tore apart) ngôi sao bằng lực hấp dẫn mạnh mẽ của nó. Qua nhiều năm, đĩa này mở rộng ra bên ngoài cho đến khi va chạm với một vật thể đang quay quanh, có thể là một ngôi sao hoặc một lỗ đen nhỏ. Mỗi lần vật thể này va chạm với đĩa, nó sẽ kích hoạt một đợt tia X, mà Chandra đã phát hiện.

Phát hiện sự kiện đứt gãy lực hấp dẫn

Năm 2019, một kính thiên văn quang học ở California đã phát hiện một chớp sáng mà sau đó các nhà thiên văn xác định là một “sự kiện đứt gãy lực kéo hấp dẫn” (TDE), xảy ra khi lực hấp dẫn của lỗ đen xé toạc một ngôi sao.

Trong khi đó, các nhà khoa học cũng theo dõi các trường hợp của một loại hiện tượng vũ trụ khác thường được quan sát trên khắp Vũ trụ. Đây là những đợt phun trào tia X ngắn và định kỳ gần các lỗ đen siêu khổng lồ, được gọi là “phun trào bán định kỳ” (QPE).

Nghiên cứu mới nhất này cung cấp bằng chứng cho thấy TDE và QPE có thể có mối liên hệ với nhau. Các nhà nghiên cứu cho rằng QPE xuất hiện khi một vật thể va chạm vào đĩa được tạo ra sau TDE.

Quan sát chi tiết từ Chandra và Hubble

Năm 2023, các nhà thiên văn học đã sử dụng cả Chandra và Hubble để nghiên cứu đồng thời các mảnh vụn còn sót lại sau khi sự kiện đứt gãy lực hấp dẫn kết thúc. Dữ liệu từ Chandra được thu thập trong ba lần quan sát khác nhau, mỗi lần cách nhau khoảng 4 đến 5 giờ. Tổng thời gian phơi sáng khoảng 14 giờ cho thấy tín hiệu yếu trong lần đầu và lần cuối, nhưng tín hiệu rất mạnh trong lần quan sát ở giữa.

Dữ liệu tia cực tím từ Hubble, thu thập cùng thời điểm với các quan sát từ Chandra, cho phép các nhà khoa học xác định kích thước của đĩa xung quanh lỗ đen siêu khổng lồ. Họ nhận thấy rằng đĩa đã lớn đến mức nếu có một vật thể quay quanh lỗ đen và mất khoảng một tuần hoặc ít hơn để hoàn thành một quỹ đạo, nó sẽ va chạm với đĩa và gây ra các đợt phun trào.

Kết quả này mở ra những tiềm năng trong việc tìm kiếm thêm các đợt phun trào bán định kỳ liên quan đến các sự kiện đứt gãy lực kéo hấp dẫn.

𝘓𝘶̛̣𝘤 𝘩𝘶̉𝘺 𝘥𝘪𝘦̣̂𝘵 𝘤𝘶̉𝘢 𝘮𝘰̣̂𝘵 𝘭𝘰̂̃ đ𝘦𝘯 𝘭𝘢̀𝘮 𝘴𝘢́𝘯𝘨 𝘵𝘰̉ 𝘤𝘢́𝘤 𝘮𝘰̂́𝘪 𝘭𝘪𝘦̂𝘯 𝘩𝘦̣̂ 𝘨𝘪𝘶̛̃𝘢 𝘯𝘩𝘶̛̃𝘯𝘨 𝘣𝘪́ 𝘢̂̉𝘯 𝘷𝘶̃ 𝘵𝘳𝘶̣, 𝘬𝘩𝘪 𝘤𝘢́𝘤 𝘮𝘢̉𝘯𝘩 𝘷𝘶̣𝘯 𝘵𝘶̛̀ 𝘮𝘰̣̂𝘵 𝘯𝘨𝘰̂𝘪 𝘴𝘢𝘰 𝘣𝘪̣ 𝘹𝘦́ 𝘵𝘰𝘢̣𝘤 𝘷𝘢 𝘤𝘩𝘢̣𝘮 𝘷𝘰̛́𝘪 𝘮𝘰̣̂𝘵 𝘷𝘢̣̂𝘵 𝘵𝘩𝘦̂̉ 𝘵𝘩𝘶̛́ 𝘩𝘢𝘪, 𝘮𝘢𝘯𝘨 𝘭𝘢̣𝘪 𝘯𝘩𝘶̛̃𝘯𝘨 𝘮𝘢𝘯𝘩 𝘮𝘰̂́𝘪 𝘮𝘰̛́𝘪 𝘤𝘩𝘰 𝘯𝘨𝘩𝘪𝘦̂𝘯 𝘤𝘶̛́𝘶 𝘷𝘦̂̀ 𝘭𝘰̂̃ đ𝘦𝘯. 𝘈̉𝘯𝘩: 𝘕𝘈𝘚𝘈