Bỏ qua điều hướng
•

Sao neutron làm lung lay hiểu biết về hố đen vũ trụ

Sao neutron làm lung lay hiểu biết về hố đen vũ trụ
Nguồn ảnh: KhoaHoc.tv

Sự hợp nhất một ngôi sao neutron mới quan sát được đã đặt ra nghi ngờ về cơ chế hình thành hố đen được biết đến từ trước đến nay.

Sự hợp nhất một ngôi sao neutron mới quan sát được đã đặt ra nghi ngờ về cơ chế hình thành hố đen được biết đến từ trước đến nay.

Các nhà thiên văn học ở Anh đã phát hiện ra ngôi sao neutron “siêu khối lượng” phát ra bức xạ quá lâu trước khi sụp đổ thành một hố đen, diễn biến này đặt ra sự nghi ngờ đối với một số giả thiết về hiện tượng khoa học này. Quan sát được công bố hôm 11/11.

Các nam châm là các sao neutron có từ tính cực cao, một trong số đó đôi khi tạo ra phát xạ vô tuyến.
Các nam châm là các sao neutron có từ tính cực cao, một trong số đó đôi khi tạo ra phát xạ vô tuyến. (Ảnh: Global Look Press).

Một nhóm nghiên cứu tại Đại học Bath ở Somerset đã quan sát thấy một sao đôi hợp nhất và tạo ra một ngôi sao neutron “siêu khối lượng”, phát ra tia gamma trong hơn một ngày trước khi nó sụp đổ thành một hố đen. Hố đen được đặt tên là GRB 180618A, cách chúng ta khoảng 10,6 tỷ năm ánh sáng và được Đài quan sát Neil Gehrels Swift của NASA bắt gặp trên quỹ đạo. Sau đó, một đài quan sát robot ở quần đảo Canary đã phóng to hậu quả.

Tiến sĩ Nuria Jordana-Mitjans, tác giả chính của nghiên cứu, cho biết: “Một ngôi sao neutron khổng lồ thường được cho là không thể tồn tại với tuổi thọ cao như vậy. Đây là một bí ẩn".

Tiến sĩ Jordana-Mitjans và các đồng nghiệp của bà giải thích trong nghiên cứu trên Tạp chí Vật lý Thiên văn: “Các đặc tính thời gian và quang phổ bất thường” của vật thể “như là bằng chứng về một ngôi sao neutron quay từ hóa cao”. Họ cho biết, khám phá này “mở ra một kỷ nguyên mới cho việc tìm kiếm các đối tác của sóng hấp dẫn với các cuộc khảo sát nhịp độ nhanh”.

Sao neutron được cho là lõi thu gọn của các siêu khổng lồ, được tạo ra bởi các vụ nổ siêu tân tinh, với bán kính khoảng 10 km và khối lượng bằng 1,4 mặt trời. Chúng được giữ lại với nhau bởi một hiện tượng gọi là “áp suất suy biến nơtron” và sụp đổ nếu khối lượng của chúng vượt quá một giới hạn nhất định.

Giáo sư Carole Mundell, đồng tác giả của nghiên cứu cho biết: “Chúng là những vật thể kỳ lạ kỳ lạ. Đây là cái nhìn trực tiếp đầu tiên mà chúng ta có thể có về một ngôi sao neutron siêu khối lượng trong tự nhiên".

Theo The Guardian, các vụ nổ tia gamma kéo theo sự sụp đổ của các ngôi sao neutron là những sự kiện tốn nhiều năng lượng nhất trong vũ trụ kể từ vụ nổ Big Bang. Chúng được cho là có nguồn gốc từ các cực của hố đen mới hình thành, nhưng các quan sát mới cho thấy chúng phát ra từ chính ngôi sao neutron.

Vụ sáp nhập một hệ sao đôi vừa được quan sát đã đặt ra thách thức lớn đối với các mô hình lý thuyết hiện hành về cơ chế hình thành hố đen. Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Bath tại Anh phát hiện một ngôi sao neutron siêu khối lượng phát ra bức xạ gamma trong hơn một ngày trước khi sụp đổ hoàn toàn. Diễn biến này đi ngược lại các giả thiết trước đây vốn cho rằng một thiên thể có tỷ trọng cực hạn như vậy không thể duy trì trạng thái ổn định lâu đến thế. Sự kiện được đặt tên GRB 180618A, xảy ra ở khoảng cách khoảng 10,6 tỷ năm ánh sáng và được Đài quan sát Neil Gehrels Swift của NASA ghi nhận đầu tiên. Ngay sau đó, một kính viễn vọng robot tại quần đảo Canary đã theo dõi sát sao tàn dư của quá trình biến động này. Các đặc tính quang phổ bất thường cho thấy thiên thể này hoạt động như một sao neutron quay nhanh với từ trường cực mạnh. Thông thường, sao neutron là phần lõi còn lại sau vụ nổ siêu tân tinh với bán kính khoảng 10 km nhưng mang khối lượng gấp 1,4 lần Mặt Trời. Áp suất suy biến neutron chỉ có thể giữ cho thiên thể tồn tại nếu khối lượng không vượt ngưỡng giới hạn vật lý nhất định. Do đó, việc quan sát trực tiếp một vật thể siêu khối lượng kéo dài thời gian phát xạ trước khi suy sụp thành hố đen là một phát hiện chưa từng có tiền lệ. Đáng chú ý, các luồng bức xạ gamma mang năng lượng khổng lồ lần này dường như xuất phát từ chính ngôi sao neutron thay vì từ các cực của hố đen sơ sinh. Theo Tiến sĩ Nuria Jordana-Mitjans cùng Giáo sư Carole Mundell, phát hiện đã cung cấp cái nhìn trực diện quý giá vào các trạng thái vật chất cực hạn trong tự nhiên. Dữ liệu mới mở ra một kỷ nguyên quan trọng cho công tác tìm kiếm các đối tác phát xạ đồng hành cùng sóng hấp dẫn trên quy mô vũ trụ.
amung