NGC 1399, một thiên hà hình elip cách Trái đất khoảng 65 triệu năm ánh sáng. Tín dụng: NASA, Chandra
Một tàn dư sao dày đặc đã bị xé toạc bởi một lỗ đen lớn gấp ngàn lần Mặt trời. Nếu được xác nhận, phát hiện này sẽ là một trò chơi đôi vũ trụ: nó sẽ là bằng chứng mạnh mẽ cho một lỗ đen khối lượng trung gian - vốn là một chủ đề tranh luận sôi nổi - và sẽ đánh dấu lần đầu tiên một lỗ đen như vậy bị xé toạc một ngôi sao. Các nhà khoa học tin rằng một sự phát xạ tia X cực kỳ bí ẩn, được gọi là nguồn tia X siêu cứng của Hồi giáo hay ULX chịu trách nhiệm cho sự hủy diệt. Các nhà thiên văn học đã tạo ra các trường hợp cho các ngôi sao bị xé toạc bởi các lỗ đen siêu lớn ở trung tâm các thiên hà trước đây, nhưng đây là bằng chứng tốt đầu tiên cho một sự kiện như vậy trong một cụm sao, ông Jimmy Irwin thuộc Đại học Alabama, người đứng đầu học.
Kết quả mới đến từ Đài thiên văn tia X Chandra và kính viễn vọng Magellan, và đã được công bố tại cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ lần thứ 215 hôm nay.
Kịch bản dựa trên các quan sát Chandra, cho thấy ULX trong một cụm sao cũ dày đặc và các quan sát quang học cho thấy sự pha trộn đặc biệt của các yếu tố liên quan đến phát xạ tia X. Được kết hợp với nhau, một trường hợp có thể được thực hiện rằng phát xạ tia X được tạo ra bởi các mảnh vụn từ một ngôi sao lùn trắng bị phá vỡ được nung nóng khi rơi xuống một lỗ đen lớn. Sự phát xạ quang đến từ các mảnh vụn xa hơn được chiếu sáng bởi các tia X này.
Cường độ phát xạ tia X đặt nguồn trong danh mục, nghĩa là nó phát sáng hơn bất kỳ nguồn tia X sao nào đã biết, nhưng kém sáng hơn so với các nguồn tia X sáng (hạt nhân thiên hà hoạt động) liên quan đến các lỗ đen siêu lớn trong hạt nhân của các thiên hà. Bản chất của các ULX là một bí ẩn, nhưng một gợi ý là một số ULX là các lỗ đen có khối lượng gấp khoảng một trăm đến vài nghìn lần so với Mặt trời, một phạm vi trung gian giữa các lỗ đen khối sao và các lỗ đen siêu lớn nằm trong hạt nhân các thiên hà.
ULX này nằm trong cụm sao cầu, NGC 1399, một thiên hà hình elip cách Trái đất khoảng 65 triệu năm ánh sáng, là một tập hợp các ngôi sao rất cũ và đông đúc. Các nhà thiên văn học đã nghi ngờ rằng các cụm sao cầu có thể chứa các lỗ đen khối lượng trung gian, nhưng bằng chứng thuyết phục cho điều này đã khó nắm bắt.
Irwin và cộng sự đã thu được quang phổ quang học của vật thể bằng kính viễn vọng Magellan I và II ở Las Campanas, Chile. Những dữ liệu này cho thấy sự phát xạ từ khí giàu oxy và nitơ nhưng không có hydro, một tập hợp tín hiệu hiếm hoi từ các cụm cầu. Các điều kiện vật lý suy ra từ quang phổ cho thấy khí đang quay quanh một lỗ đen có ít nhất 1.000 khối lượng mặt trời. Lượng oxy dồi dào và không có hydro cho thấy ngôi sao bị phá hủy là sao lùn trắng, giai đoạn cuối của một ngôi sao kiểu mặt trời đã đốt cháy hydro của nó để lại nồng độ oxy cao. Nitơ nhìn thấy trong quang phổ vẫn còn là một bí ẩn.
Chúng tôi nghĩ rằng những chữ ký bất thường này có thể được giải thích bởi một sao lùn trắng đi lạc quá gần một hố đen và bị xé nát bởi các lực lượng thủy triều cực đoan, đồng tác giả Joel Bregman của Đại học Michigan cho biết.
Công trình lý thuyết cho thấy rằng sự phát xạ tia X do thủy triều gây ra có thể duy trì độ sáng trong hơn một thế kỷ, nhưng nó sẽ mờ dần theo thời gian. Cho đến nay, nhóm nghiên cứu đã quan sát thấy sự phát xạ tia X đã giảm 35% từ năm 2000 đến 2008.
Irwin cho biết trong cuộc họp báo hôm nay rằng một cuộc khảo sát mới chỉ bắt đầu sẽ tìm kiếm các cụm sao hình cầu hơn với các nguồn tia X.
Nguồn: Chandra, Cuộc họp AAS
