Diễn Đàn Vật Lý | Thư Viện Vật Lý

Các nhà thiên văn học cho rằng họ đã phát hiện ra một tia chớp ánh sáng được tạo ra bởi sự va chạm của hai hố đen.

Cập nhật: Sự kiện hấp dẫn được đề cập ở đây có tên chính thức: GW190521. Đọc thêm để khám phá về ý nghĩa của sự kiện tại đây:

Hố đen không phát ra ánh sáng – điều đó không cần bàn cãi. Thông thường, các hố đen có khối lượng sao phải tự thoát khỏi lớp khí nóng của chúng rất lâu trước khi chúng xảy ra va chạm hai hố đen và dẫn đến vụ nổ ánh sáng. Đồng thời cũng loại bỏ nguồn ánh sáng đó. Nhưng đối với sự kiện S190521g, các quy tắc thông thường có thể không được áp dụng. Khi số lượng sóng hấp dẫn ngày càng tăng, các nhà thiên văn học đã nỗ lực tìm hiểu xem các lỗ đen tạo ra các sóng này đang gặp nhau ở đâu. Một phát hiện thú vị là tại vòng quay của các hố đen.

Nhà vật lý- thiên văn học Vicky Kalogera của LIGO cho biết: Mặc dù các nhà khoa học không có phép đo spin chính xác cho các hố đen mà các máy dò LIGO và Virgo đã va chạm, nhưng họ thấy rằng các hướng quay này nằm ở khắp nơi. Các vòng quay được căn chỉnh dễ dàng cho thấy những hố đen này có thể không bắt đầu như những ngôi sao đôi cô lập. Chúng được ghép nối với nhau kể từ khi sinh ra và phần lớn không bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh.

Thay vào đó, các hố đen có thể đã đến gần nhau sau đó, có lẽ nằm trong lòng của các cụm sao cầu cổ đại. Các cụm hình cầu là cách tốt nhất để các hố đen có khối lượng tương tự kết nối với nhau, vì chúng sẽ chìm xuống các điểm tương tự trong cụm theo thời gian.

va chạm hai hố đen

Các hố đen có khối lượng sao tụ tập xung quanh rất lớn. Thông thường, các lỗ đen nhỏ sẽ chỉ bắt cặp trong giây lát trước khi bị tách ra một lần nữa. Nhưng nếu bị kẹt trong đĩa khí, chúng sẽ di chuyển theo những cách có trật tự hơn, tạo điều kiện thuận lợi cho việc ghép đôi. Nếu một trong những cặp này hợp nhất, lỗ đen được tạo ra sẽ san bằng đường đi của nó qua khí, gây ra hiện tượng bùng phát vài ngày đến vài tuần sau khi va chạm và kéo dài khoảng một tháng.

Matthew Graham, Ford và các đồng nghiệp cho rằng họ đã tìm thấy bằng chứng chính xác cho loại pháo sáng này. Nhóm đã tìm kiếm pháo sáng bằng cách theo dõi các sự kiện của ứng viên trong lần quan sát thứ ba của nhóm LIGO-Virgo. Trong số 21 sự kiện họ điều tra, S190521g khớp với một ngọn lửa kỳ lạ từ hạt nhân thiên hà đang hoạt động (AGN) J1249 + 3449.

Va chạm hai hố đen gây ra vụ nổ kéo dài khoảng một tháng và nó không có dấu hiệu thay đổi màu sắc như bạn mong đợi từ một vụ nổ siêu tân tinh nổ ra và nguội đi. Nhóm nghiên cứu báo cáo ngày 25 tháng 6 trên tạp chí Physical Review Letters, có vẻ như nó cũng không phải đến từ chính hố đen siêu lớn: Dựa trên sự nhấp nháy trong quá khứ của AGN, chỉ có 0,002% khả năng ngọn lửa là từ hoạt động của một nhà máy. Sau khi xem xét kỹ lưỡng các lựa chọn thay thế, các nhà thiên văn học kết luận rằng một vụ cháy do sáp nhập gây ra là lời giải thích khả thi nhất.

Ngọn lửa sẽ phát ra từ khí gần vụ va chạm. Trừ khi hai hố đen hợp nhất có khối lượng trùng khớp chính xác, vật thể lớn hơn mà chúng tạo ra sẽ thu hồi năng lượng của vụ va chạm. Nếu sự hợp nhất này xảy ra trong một đĩa AGN, thì khí ngay lập tức xung quanh hố đen lúc đầu sẽ di chuyển với nó, chỉ để va chạm với đĩa xung quanh. Vụ va chạm này gây chấn động và làm nóng khí. Hố đen cuối cùng bắn đi và tiếp tục đâm xuyên qua đĩa.

Dù ngọn lửa bùng phát ngắn ra sao, nhóm nghiên cứu cho rằng hố đen thực sự đã bị đẩy lên và ra khỏi đĩa. Nhưng tốc độ mà các nhà nghiên cứu ước tính đạt được từ sự hợp nhất là không đủ để thoát khỏi hố đen siêu lớn. Thay vào đó, nó sẽ lặp lại qua đĩa và tạo thêm một vụ va chạm hai hố đen trong vài năm tới. Ryan Chornock vui mừng trước kết quả của nhóm và đồng ý rằng các nhà nghiên cứu đã làm rất tốt khi loại trừ hoạt động bình thường của hố đen.

Ông cảnh báo, “Hạt nhân thiên hà có một lịch sử lâu đời khiến các nhà thiên văn đáng kinh ngạc.”  Nếu các nhà thiên văn học có thể tìm thấy chúng nhiều hơn trong các vùng bầu trời nơi họ theo dõi các sự kiện sóng hấp dẫn trở lại. Và nếu, chúng cũng bùng phát vào đúng thời điểm, thì điều đó sẽ tạo ra một động lực rất lớn để giải thích các sự kiện sóng hấp dẫn.

Hãy theo dõi tinhvan.net (http://tinhvan.net) ngay bây giờ để không bỏ lỡ những bài viết cực hay, cực thú vị về thiên văn học cũng như các sản phẩm kính thiên văn để quan sát vũ trụ nhé.