Các nhà khoa học đã phát hiện ra vụ sáp nhập lỗ đen lớn nhất từng được ghi nhận, khi hai gợn sóng không thời gian khổng lồ xoáy vào nhau.
Vụ va chạm khủng khiếp xảy ra ở rìa thiên hà Milky Way của chúng ta và tạo ra một hố đen có khối lượng lớn hơn mặt trời khoảng 225 lần.
Trước đây, vụ sáp nhập lỗ đen lớn nhất có tổng khối lượng bằng 140 mặt trời. Sự kiện va chạm mới, được gọi là GW231123, được phát hiện bởi Nhóm hợp tác LIGO-Virgo-KAGRA (LVK) - một nhóm gồm bốn máy dò xác định các sự kiện vũ trụ thảm khốc.
Mỗi hố đen có khối lượng lớn hơn Mặt trời của chúng ta khoảng 100 đến 140 lần trước khi chúng kết hợp.
Mark Hannam, thuộc Đại học Cardiff và là thành viên của LVK Collaboration, cho biết trong một tuyên bố: "Đây là hệ sao đôi hố đen lớn nhất mà chúng tôi quan sát được thông qua sóng hấp dẫn và nó đặt ra thách thức thực sự đối với sự hiểu biết của chúng tôi về sự hình thành hố đen".
"Các lỗ đen lớn như thế này không tuân theo các mô hình tiến hóa sao tiêu chuẩn. Một khả năng là hai hố đen trong hệ sao đôi này được hình thành thông qua sự hợp nhất trước đó của các hố đen nhỏ hơn."
Bằng chứng về sự kiện GW231123 được phát hiện vào cuối năm 2023, khi hai sự biến dạng nhỏ trong không thời gian được phát hiện bởi các máy dò laser ở Louisiana và Washington.
Các lỗ đen di chuyển quá nhanh nên rất khó để phân tích chính xác. Nguồn: Alamy.
Tín hiệu đến máy dò đến từ hai hố đen có khối lượng lớn đang quay nhanh - nghĩa là chúng khó phân tích.
Charlie Hoy, thuộc Đại học Portsmouth và cũng là thành viên của LVK, giải thích: "Các lỗ đen dường như quay rất nhanh - gần với giới hạn cho phép của thuyết tương đối rộng của Einstein. Điều đó khiến cho tín hiệu khó mô hình hóa và diễn giải. Đây là một nghiên cứu điển hình tuyệt vời để thúc đẩy sự phát triển các công cụ lý thuyết của chúng tôi."
Mô phỏng hố đen kinh hoàng cho thấy hiện tượng "spaghettification" trông như thế nào khi các vật thể rơi vào "sự hút cực độ".
Các nhà nghiên cứu cho biết họ cần quan sát nhiều vụ sáp nhập tương tự, có độ quay cao hơn để tính toán chính xác hơn về khối lượng của vụ sáp nhập lỗ đen gần đây nhất này.
Gregorio Carullo, thuộc Đại học Birmingham và là thành viên của LVK, lưu ý: "Cộng đồng sẽ mất nhiều năm để giải mã hoàn toàn mô hình tín hiệu phức tạp này và tất cả những tác động của nó.
"Mặc dù lời giải thích hợp lý nhất vẫn là sự hợp nhất của lỗ đen, nhưng những kịch bản phức tạp hơn có thể là chìa khóa để giải mã những đặc điểm bất ngờ của nó."
Lỗ đen được hình thành thông qua sự sụp đổ của các ngôi sao lớn hoặc thông qua sự hợp nhất của các lỗ đen nhỏ hơn.
Các lỗ đen được biết đến hiện nay chỉ thuộc hai loại: lỗ đen khối lượng sao, có khối lượng từ vài đến vài chục lần khối lượng Mặt trời; và lỗ đen siêu lớn, có khối lượng có thể gấp từ 100.000 đến 50 tỷ lần khối lượng Mặt trời.
Các lỗ đen khối lượng trung gian rơi vào khoảng trống giữa hai phạm vi khối lượng này và không thể hình thành từ sự sụp đổ trực tiếp của các ngôi sao và cực kỳ hiếm.
Các nhà vật lý thiên văn cho rằng những loại hố đen hiếm này phát triển từ sự hợp nhất với những hố đen khác có kích thước tương tự - giống như sự kiện va chạm gần đây nhất của chúng ta.
Nguồn: The Sun
