Hố đen lớn gấp 78 triệu lần Mặt trời xé rách ngôi sao

1.278

Hố đen siêu khối lượng ở trung tâm một thiên hà xa xôi đang chậm rãi tiêu hóa vật chất từ ngôi sao khổng lồ theo chu kỳ 114 ngày.

Thiên hà ESO 253-G003 ở cách Trái Đất 570 năm ánh sáng, phát sáng thường xuyên theo chu kỳ. Các nhà thiên văn học phát hiện nguyên nhân đến từ hố đen siêu khối lượng ở trung tâm thiên hà đang chậm rãi xé rách một ngôi sao. Ngôi sao này quay quanh hố đen siêu khối lượng và cứ sau 114 ngày, nó lại tới gần hố đen tới mức bị mất đi một phần vật chất và giải phóng chớp sáng.

Sự kiện lóe sáng có tên ASASSN-14ko, được phát hiện lần đầu tiên năm 2014. Lúc đầu, giới nghiên cứu cho rằng đó là một vụ nổ siêu tân tinh kỳ lạ. Năm ngoái, trưởng nhóm nghiên cứu Anna Payne xem xét dữ liệu từ chương trình Khảo sát tự động siêu tân tinh toàn bầu trời (ASAS-SN) và phát hiện chớp sáng đều đặn. Payne đếm được 17 chớp sáng xuất hiện cách nhau 114 ngày. Phát hiện được công bố trong cuộc họp lần thứ 237 của Hiệp hội Thiên văn học Mỹ và trên tạp chí Vật lý thiên văn.

Payne và cộng sự dự đoán chính xác chớp sáng mới vào tháng 5, 9 và 12/2020. Sau khi quan sát 20 chớp sáng lặp lại, nhóm nghiên cứu cho rằng tần suất thường xuyên này có thể tiết lộ về môi trường cực hạn tạo bởi hố đen siêu khối lượng ở trung tâm các thiên hà.

"Đây là những chớp sáng đa bước sóng lặp lại thường xuyên và dễ dự đoán nhất mà chúng tôi từng thấy từ trung tâm một thiên hà", Payne, nghiên cứu sinh tại Đại học Hawai'i ở Mānoa, cho biết. "Chúng tôi cho rằng hố đen siêu khối lượng ở giữa thiên hà tạo ra chớp sáng khi tiêu hóa một phần ngôi sao khổng lồ quay xung quanh".

Nhóm nghiên cứu cũng tìm hiểu hai giả thuyết khác. Một là chớp sáng có thể là kết quả tương tác giữa hố đen siêu khối lượng và hố đen khác. Dù ESO 253-G003 có hố đen siêu khối lượng thứ hai, nó ở quá xa để tương tác như vậy.

Giả thuyết thứ hai liên quan tới ngôi sao và đĩa vật chất bao quanh hố đen siêu khối lượng. Ngôi sao với quỹ đạo dốc có thể đi ngang qua đĩa khiến vật chất bị hút theo chiều xoắn ốc vào hố đen. Tuy nhiên, giả thuyết này không phù hợp bởi ngôi sao cần phải đi qua đĩa vật chất hai lần trong quỹ đạo, tạo ra chớp sáng hơi khác biệt. Nhưng các nhà nghiên cứu không phát hiện khác biệt nào ở các chớp sáng.

Nhóm nghiên cứu kết luận cách giải thích hợp lý nhất là hố đen siêu khối lượng nặng gấp 78 triệu lần Mặt Trời đang chậm rãi hấp thụ vật chất từ ngôi sao. Mỗi lần tới gần hố đen, ngôi sao mất đi khối lượng bằng 3 sao Mộc. Các nhà nghiên cứu không biết quá trình này sẽ kéo dài bao lâu nhưng đến một thời điểm nào đó, ngôi sao sẽ mất hết khối lượng. Payne và cộng sự đang phân tích dữ liệu từ chớp sáng hồi tháng 12/2020 và sẽ tiếp tục quan sát chớp sáng dự kiến xuất hiện vào tháng 4 và tháng 8 năm nay.