Một chiếc kính viễn vọng nhìn vào bóng tối của không gian sâu thẳm. Đột nhiên - một tia sáng rực rỡ xuất hiện trước đó. Nó có thể là gì? Một siêu tân tinh? Hai ngôi sao dày đặc hợp nhất với nhau? Có lẽ một vụ nổ tia gamma?
Năm năm trước, các nhà nghiên cứu sử dụng kính viễn vọng ROTSE IIIb tại Đài thiên văn McDonald đã nhận thấy một sự kiện như vậy. Nhưng khác xa với vụ nổ sao của bạn hoặc vụ sáp nhập sao neutron, các nhà thiên văn học tin rằng ngọn lửa nhỏ này thực tế là bằng chứng của một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của một thiên hà xa xôi, xé toạc một ngôi sao .
Các nhà thiên văn học tại McDonald đã sử dụng kính viễn vọng để quét bầu trời những tia sáng mới như vậy trong nhiều năm, như là một phần của Dự án Xác minh Siêu tân tinh ROTSE (SNVP). Và ở lần đầu tiên, sự kiện được nhìn thấy vào đầu năm 2009, mà các nhà nghiên cứu có biệt danh là Dou Dougie, trông giống như nhiều siêu tân tinh khác mà họ đã phát hiện ra trong suốt quá trình của dự án. Với độ sáng tuyệt đối - 22,5 độ, sự kiện này phù hợp với lớp siêu tân tinh siêu lớn mà các nhà nghiên cứu đã quen thuộc.
Nhưng khi thời gian trôi qua và nhiều dữ liệu về Dougie xuất hiện, các nhà thiên văn học bắt đầu thay đổi suy nghĩ của họ. Các quan sát tia X được thực hiện bởi vệ tinh Swift và quang phổ quang học được chụp bởi Kính viễn vọng McDonald-Sở thích Eberly cho thấy một đường cong ánh sáng phát triển và trang điểm hóa học không phù hợp với mô phỏng siêu máy tính của siêu tân tinh. Tương tự như vậy, Dougie dường như không phải là một sự hợp nhất sao neutron, nó sẽ đạt được độ sáng cực đại nhanh hơn nhiều so với quan sát được, hoặc một vụ nổ tia gamma, ngay cả ở một góc, sẽ xuất hiện sáng hơn nhiều trong ánh sáng tia X .
Điều đó chỉ còn lại một lựa chọn: một sự kiện được gọi là sự kiện phá vỡ thủy triều, hay vụ tàn sát và phá hoại xảy ra khi một ngôi sao lang thang quá gần chân trời lỗ đen. J. Craig Wheeler, người đứng đầu nhóm siêu tân tinh tại Đại học Texas ở Austin và là thành viên của nhóm phát hiện ra Dougie, giải thích rằng ở khoảng cách ngắn, lực hấp dẫn của lỗ đen tạo ra lực kéo mạnh hơn nhiều về phía ngôi sao gần nhất nó hơn ở phía đối diện của ngôi sao. Ông giải thích, những thủy triều đặc biệt lớn này có thể đủ mạnh để bạn kéo ngôi sao ra thành một món mì.
Nhóm nghiên cứu đã tinh chỉnh các mô hình của sự kiện và đưa ra một kết luận đáng ngạc nhiên: đã rút ra được vật liệu sao Dougie, nhanh hơn một chút so với khả năng xử lý, lỗ đen hiện đang bị nghẹt thở trong bữa ăn mới nhất. Điều này là do một nguyên tắc vật lý thiên văn gọi là Giới hạn Eddington, quy định rằng một lỗ đen có kích thước nhất định chỉ có thể xử lý rất nhiều vật liệu không phù hợp. Sau khi đạt đến giới hạn này, bất kỳ lượng vật chất bổ sung nào sẽ gây áp lực ra bên ngoài nhiều hơn lực hấp dẫn của lỗ đen có thể bù lại. Sự gia tăng áp lực này có một loại hiệu ứng bật lại, loại bỏ vật liệu từ đĩa bồi tụ lỗ đen cùng với nhiệt và ánh sáng. Một luồng năng lượng như vậy chiếm ít nhất một phần độ sáng Dougie, nhưng cũng chỉ ra rằng ngôi sao sắp chết ban đầu - một ngôi sao không giống Mặt trời của chúng ta - đã bị hạ gục mà không chiến đấu.
Kết hợp những quan sát này với toán học của Giới hạn Eddington, các nhà nghiên cứu ước tính kích thước lỗ đen có kích thước khoảng 1 triệu khối lượng mặt trời - một lỗ đen khá nhỏ, nằm ở trung tâm của một thiên hà khá nhỏ, cách xa ba tỷ năm ánh sáng. Những khám phá như thế này không chỉ cho phép các nhà thiên văn học hiểu rõ hơn về vật lý của các lỗ đen, mà cả các tính chất của các thiên hà trong nhà thường không được chú ý. Rốt cuộc, Wheeler đăm chiêu, tên Ai biết anh chàng nhỏ bé này có lỗ đen?
Để có được cái nhìn mô phỏng về Dougie cho chính mình, hãy xem hoạt hình tuyệt vời dưới đây, lịch sự của thành viên nhóm James Guillhol:
Nghiên cứu được công bố trong tháng này, vấn đề về Tạp chí Vật lý thiên văn. Một bản in trước của giấy có sẵn ở đây.
