Hố đen là những vật thể cực kỳ đậm đặc, có lực hấp dẫn (gravity) mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra. Hầu hết các thiên hà đều có một hố đen lớn ở trung tâm. (Nguồn: Chụp lại từ YouTube)
Các khoa học gia gần đây đã phát hiện từ trung tâm của một thiên hà gần Dải Ngân Hà (Milky Way) những tia X phát ra với tần số ngày càng tăng. Những tia X này dường như xuất phát từ một ngôi sao lùn trắng (white dwarf) – một dạng tàn dư (rất đặc) của một ngôi sao sau khi đã tiêu thụ hết nhiên liệu – đang ở trong một tình huống ‘nguy hiểm,’ theo Reuters.
Theo các nhà nghiên cứu, quan sát từ viễn vọng kính tia X XMM-Newton của Cơ quan Không gian Âu châu (European Space Agency, ESA) thấy rằng ngôi sao lùn trắng này đang tiến gần đến phần rìa của hố đen siêu khối lượng (supermassive back-hole), được gọi là ranh giới đường chân trời; nếu ‘bén mảng’ qua ranh giới này, sẽ không thể thoát khỏi sức hút khổng lồ của hố đen.
Megan Masterson, đang hoàn thành luận án tiến sĩ vật lý tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Ngôi sao lùn trắng này có lẽ là thiên thể gần nhất từng được quan sát đang quay quanh một hố đen siêu khối lượng. Nó mấp mé ngay phần rìa của hố đen.” Nghiên cứu này sẽ được xuất bản trên tạp chí Nature.
Hố đen là những vật thể cực kỳ đậm đặc, có lực hấp dẫn (gravity) mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra. Sức hút mạnh mẽ này thường kéo mọi thứ như sao, khí và bụi vào nếu đến quá gần. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cho biết, ngôi sao lùn trắng này có vẻ như không ‘lao vào chỗ chết’ mà đã ổn định quỹ đạo của mình quay quanh hố đen.
Thiên hà chứa hố đen và sao lùn trắng này nằm cách Địa cầu khoảng 270 triệu năm ánh sáng. Một năm ánh sáng là khoảng cách ánh sáng di chuyển trong một năm, tương đương 5.9 ngàn tỷ dặm (9.5 ngàn tỷ km).
Hầu hết các thiên hà đều có một hố đen lớn ở trung tâm. Trong nghiên cứu mới, hố đen tên là 1ES 1927+654, có khối lượng gấp khoảng một triệu lần khối lượng Mặt trời. Để so sánh, hố đen siêu khối lượng ở trung tâm Dải Ngân Hà của chúng ta, gọi là Sagittarius A*, có khối lượng lớn hơn hố đen này khoảng bốn lần, tức gấp khoảng bốn triệu lần khối lượng Mặt trời.
Trong khi đó, dù không đặc bằng hố đen, sao lùn trắng cũng là một trong những vật thể đặc nhất trong vũ trụ. Những ngôi sao có khối lượng tối đa gấp 8 lần khối lượng Mặt trời thường được định sẵn số phận là sẽ thành sao lùn trắng sau khi đốt cạn nhiên liệu hydro. Trước đó, lực hấp dẫn làm ngôi sao co lại, thổi bay các lớp bên ngoài – giai đoạn này chúng được gọi là ‘gã khổng lồ đỏ’ (red giant). Cuối cùng sẽ chỉ còn lại phần lõi cực kỳ nhỏ gọn, với đường kính xấp xỉ Địa cầu, chính là ngôi sao lùn trắng.
Sao lùn trắng trong nghiên cứu của Masterson dường như có khối lượng khoảng 10% khối lượng Mặt trời, di chuyển với tốc độ gần bằng một nửa tốc độ ánh sáng. Trong quá trình quay quanh hố đen, ngôi sao di chuyển qua một môi trường có năng lượng cực kỳ cao, gây ra hiện tượng phát xạ tia X.
Ban đầu, các tia X xuất hiện với tần số cách nhau mỗi 18 phút. Tuy nhiên, trong vòng hai năm, khoảng cách giữa các lần phát xạ này giảm xuống còn 7 phút, khi ngôi sao lùn trắng bị hút gần hơn về phía hố đen, nhưng sau đó đã ổn định.
Các nhà nghiên cứu ước tính rằng ngôi sao lùn trắng đang quay quanh hố đen ở một khoảng cách rất gần, chỉ khoảng 5% khoảng cách giữa Địa cầu và Mặt trời, không tới 5 triệu dặm (8 triệu km).
Họ cho biết quỹ đạo của ngôi sao được ổn định có lẽ là do các lớp bên ngoài của sao bị hút vào hố đen, tạo ra một lực đẩy ngược lại, ngăn nó vượt qua ‘ranh giới diệt vong.’ Sao lùn trắng thực sự may mắn mới có thể sống sót sau cuộc ‘chạm trán’ sít sao như vậy.
Để xác nhận chắc chắn rằng đây là một ngôi sao lùn trắng, các khoa học gia dự kiến sẽ sử dụng những đài quan sát tiên tiến thế hệ mới, chẳng hạn như Laser Interferometer Space Antenna (LISA) của NASA, dự kiến ra mắt vào năm 2035. LISA được thiết kế để phát hiện sóng hấp lực (gravitational waves), các gợn sóng trong không do những hiện tượng lớn và mạnh trong vũ trụ tạo ra.
Erin Kara, nhà vật lý thiên văn MIT và là đồng tác giả của nghiên cứu, cho biết: “Điều tôi cảm thấy thú vị nhất trong phát hiện này là các thiên thể có thể mon men ở rất gần các hố đen siêu khối lượng. Tôi hy vọng sẽ có thể quan sát đồng thời những hiện tượng này qua ánh sáng tia X và sóng hấp lực, đặc biệt khi LISA được khởi động năm 2035.”
Cung Đô sưu tầm/biên dịch
Gửi ý kiến của bạn
