Phát hiện ngọn lửa lớn nhất từng được quan sát khi lỗ đen xé toạc một ngôi sao

Được đặt biệt danh là "Siêu nhân", ngọn lửa này bắt nguồn từ nơi cách Trái Đất 10 tỷ năm ánh sáng, và ở đỉnh điểm, ánh sáng phát ra từ nó có độ sáng bằng 10 nghìn tỷ mặt trời.

Nguồn gốc của ngọn lửa là từ một nhân thiên hà đang hoạt động, hay AGN — một vùng sáng, đặc ở trung tâm của một thiên hà, và nó được cung cấp năng lượng bởi một lỗ đen siêu lớn đang tích cực hút lấy vật chất xung quanh.

Khí và bụi rơi vào một đĩa quay xung quanh lỗ đen, và khi các mảnh vụn xoắn ốc quay nhanh hơn, nó trở nên siêu nóng do ma sát giải phóng lượng bức xạ cực mạnh.

Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu về việc lỗ đen khổng lồ đã hút lấy những gì xung quanh để giải phóng ra một ngọn lửa có mức độ mạnh mẽ đến vậy. Họ kết luận rằng nó có thể đã nuốt chửng một ngôi sao khổng lồ, nếu không thì nó đã phải kết thúc cuộc đời bằng cách phát nổ.

“Khoảng 1/10.000 AGN cho thấy một số dạng hoạt động bùng phát, nhưng điều này (ngọn lửa trong quan sát lần này) quá cực đoan đến mức nó được xếp vào một loại riêng (tức là sự kiện xảy ra với xác suất khoảng 1/1 triệu)” - Matthew Graham, giáo sư nghiên cứu thiên văn học tại Viện Công nghệ California (Mỹ) cho CNN biết. Graham là tác giả chính của một nghiên cứu về hiện tượng chưa từng có này được công bố hồi đầu tuần trên tạp chí Nature Astronomy.

Mô phỏng khoảnh khắc một hố đen xé toạc một ngôi sao làm phát sinh ngọn lửa cực sáng 

Vụ bùng phát cho thấy có những quần thể sao khổng lồ chưa được biết đến gần trung tâm của các thiên hà lớn, nơi cũng chứa các lỗ đen siêu khối lượng và làm sáng tỏ những tương tác phức tạp giữa hai thiên hà khổng lồ.

Ngọn lửa Siêu nhân (Superman) lần đầu tiên được phát hiện tại Đài quan sát Palomar ở phía nam bang California (Mỹ) vào tháng 11/2018.

Các nhà khoa học đã quét bầu trời đêm bằng camera trường rộng, có khả năng cho phép các nhà thiên văn học phát hiện ra các hiện tượng vũ trụ thoáng qua chẳng hạn như một vụ siêu tân tinh bùng phát nhanh.

Ban đầu, vật thể này có vẻ không bất thường, chỉ sáng thôi – Graham cho biết. Nhóm các nhà thiên văn học nghĩ rằng đó là một blazar, hay một siêu hố đen phóng ra các luồng vật chất năng lượng xuyên vũ trụ.

Năm năm sau, họ xem xét lại dữ liệu ban đầu được thu thập bởi cuộc khảo sát mới nhất và nhận thấy một tín hiệu, trước đây được cho là một blazar, đã liên tục thay đổi độ sáng. Nhóm nghiên cứu đã ghi lại các quan sát tiếp theo bằng các kính thiên văn khác như Đài quan sát W. M. Keck ở Hawaii, cho thấy nguồn sáng này sáng hơn và mạnh hơn so với suy nghĩ ban đầu.

Họ nhận ra rằng ánh sáng đến từ một nhân thiên hà đang hoạt động, ước tính nặng gấp 500 triệu lần Mặt Trời của chúng ta.

Các nhà thiên văn học đã xem xét một số lý do có thể khiến ngọn lửa bùng phát sáng đến như vậy, chẳng hạn như một ngôi sao khổng lồ phát nổ bên trong đĩa vật chất xung quanh hố đen, trước khi xác định rằng nguyên nhân có khả năng nhất là sự kiện gián đoạn thủy triều — khi một ngôi sao đến quá gần hố đen và bị xé toạc.

Đài quan sát thiên văn Palomar ở Mỹ nơi phát hiện ra ngọn lửa Siêu nhân 

Ngọn lửa này vẫn đang cháy nghĩa là hố đen vẫn đang tích cực nuốt chửng ngôi sao, giống như "một con cá nhỏ chỉ mới chui được một nửa vào thực quản của cá voi" - Graham ví von. 

Ngọn lửa Siêu nhân đạt đỉnh với độ sáng gấp 30 lần bất kỳ ngọn lửa hố đen nào khác đã biết, và ngôi sao bị hố đen nuốt chửng có khối lượng lớn hơn ít nhất 30 lần khối lượng Mặt Trời. Kỷ lục trước đó về sự kiện gián đoạn thủy triều được thiết lập bởi ZTF20abrbeie, có biệt danh là "Búp bê Barbie đáng sợ", xảy ra khi một hố đen nuốt chửng một ngôi sao có kích thước gấp từ 3 đến 10 lần Mặt Trời của chúng ta.

"Đây có lẽ là ngôi sao có khối lượng lớn nhất từng được nhìn thấy bị xé nát bởi một hố đen siêu lớn" - đồng tác giả nghiên cứu K.E. Saavik Ford hiện là giáo sư thiên văn học cho biết trong một tuyên bố. "Điều đó thật thú vị vì nó cho chúng ta biết rằng các ngôi sao có khối lượng lớn phải sống trong và xung quanh các đĩa khí xung quanh các hố đen siêu lớn".