Liệu một lỗ đen xa xôi có cung cấp một định nghĩa mới về nỗi đau và đau khổ?
Hố đen, có tên XJ1500 + 0154, dường như là tương đương ngoài đời thực của Hố Carkoon, nơi làm tổ của Sarlacc toàn năng trong Chiến tranh giữa các vì sao, từ từ tiêu hóa nạn nhân của nó.
Hơn mười năm trước, hố đen khổng lồ này đã xé toạc một ngôi sao và kể từ đó tiếp tục một bữa ăn trưa rất dài, bữa tiệc trên những ngôi sao còn lại. Các nhà thiên văn học đã theo dõi cẩn thận quá trình tiêu hóa chậm này, vì nó rất bất thường đối với những gì được gọi là sự kiện gián đoạn thủy triều (TDEs), nơi các lực thủy triều từ các lỗ đen xé toạc các ngôi sao.
Dacheng Lin từ Đại học New Hampshire ở Durham, New Hampshire, người đã dẫn đầu các quan sát về sự kiện này. Hàng chục sự kiện gián đoạn thủy triều đã được phát hiện từ những năm 1990, nhưng không có sự kiện nào còn sáng trong thời gian gần như sự kiện này.
Bữa tiệc kéo dài một thập kỷ này đã diễn ra lâu hơn mười lần so với bất kỳ TDE nào được quan sát.
XJ1500 + 0154 nằm trong một thiên hà nhỏ cách Trái đất khoảng 1,8 tỷ năm ánh sáng và ba kính viễn vọng đã theo dõi sự kiện tia X này: Đài quan sát tia X Chandra, vệ tinh Swift và XMM-Newton.
TDE khác với nguồn tia X khác, phổ biến hơn liên quan đến lỗ đen trong thiên hà, hạt nhân thiên hà hoạt động (AGN). Giống như sự tiêu hóa của Sarlacc, AGN thực sự có thể tồn tại hàng ngàn năm. Đây là những lỗ đen siêu lớn ở trung tâm các thiên hà kéo theo khí xung quanh và phát ra lượng phóng xạ dồi dào, bao gồm cả tia X, Cảnh giải thích Lin trong một bài đăng trên blog của Chandra. Các bức xạ từ các AGN không thay đổi nhiều vì khí bao quanh chúng trải rộng trên một quy mô lớn và có thể tồn tại hàng chục ngàn năm.
Ngược lại, TDE tương đối ngắn, chỉ kéo dài một vài tháng. Trong một TDE, một số mảnh vỡ của sao được ném ra ngoài với tốc độ cao, phần còn lại rơi về phía lỗ đen. Khi nó di chuyển vào bên trong để được tiêu thụ bởi lỗ đen, vật liệu nóng lên tới hàng triệu độ, tạo ra một tia X-quang khác biệt.
XJ1500 + 0154 đã cung cấp một giai đoạn cực kỳ dài, sáng, kéo dài hơn mười năm. Lin và nhóm của ông cho biết một lời giải thích có thể là ngôi sao lớn nhất từng bị xé toạc hoàn toàn trong một TDE.
Để có sự kiện kéo dài quá lâu với độ sáng cao như vậy đòi hỏi phải phá vỡ hoàn toàn một ngôi sao tương đối lớn, khoảng gấp đôi khối lượng mặt trời, ông Lin Lin viết; tuy nhiên, việc SMBH phá vỡ các ngôi sao lớn như vậy là rất khó xảy ra bởi vì các ngôi sao khổng lồ này rất hiếm ở hầu hết các thiên hà, trừ khi thiên hà còn trẻ và tích cực hình thành sao, như trong trường hợp của chúng ta.
Vì vậy, một lời giải thích khác có khả năng hơn là đây là TDE đầu tiên được quan sát thấy một ngôi sao nhỏ hơn bị xé toạc hoàn toàn.
Lin cũng cho biết sự kiện này có ý nghĩa rộng lớn đối với vật lý lỗ đen.
Để giải thích đầy đủ về thời gian siêu dài của sự kiện của chúng tôi đòi hỏi phải áp dụng tiến bộ lý thuyết gần đây về nghiên cứu TDEs, ông đã viết. Trong hai năm qua, một số nhóm độc lập phát hiện ra rằng có thể mất một thời gian dài sau khi sự phá vỡ của ngôi sao để các mảnh vụn sao xuất hiện trên đĩa bồi tụ và vào SMBH. Do đó, sự kiện có thể phát triển chậm hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Ngoài ra, dữ liệu X-quang cũng chỉ ra rằng bức xạ từ vật liệu xung quanh lỗ đen này luôn vượt qua giới hạn gọi là giới hạn Eddington, được định nghĩa là sự cân bằng giữa áp suất ra của bức xạ từ khí nóng và lực hấp dẫn vào bên trong của lỗ đen.
Nhìn thấy bằng chứng về sự tăng trưởng nhanh như vậy có thể giúp các nhà thiên văn học hiểu làm thế nào các hố đen siêu lớn có thể đạt tới khối lượng cao hơn khoảng một tỷ lần so với mặt trời khi vũ trụ chỉ khoảng một tỷ năm tuổi.
Đồng sự kiện này cho thấy các lỗ đen thực sự có thể phát triển với tốc độ cực cao, đồng tác giả Stefanie Komossa thuộc Đại học Sư phạm QianNan tại thành phố Duyun, Trung Quốc cho biết. Điều này có thể giúp hiểu được các lỗ đen sớm phát triển như thế nào.
Lin và nhóm của anh ta sẽ tiếp tục theo dõi sự kiện này và họ hy vọng độ sáng của tia X sẽ giảm dần trong vài năm tới, nghĩa là việc cung cấp ‘thức ăn cho bữa trưa dài này sẽ sớm được tiêu thụ.
Để đọc thêm:
Giấy: Một sự kiện gián đoạn thủy triều kéo dài hàng thập kỷ
Bài viết trên blog Lin Lin trên trang web Chandra
Thông cáo báo chí của Chandra
Hình ảnh và thông tin bổ sung từ Chandra
