Phát hiện vụ sáp nhập lớn nhất của hai hố đen khổng lồ

12 giờ trướcBài gốc

Hai hố đen, mỗi hố có khối lượng gấp hơn 100 lần khối lượng Mặt Trời, đã bắt đầu quay quanh nhau từ rất lâu và cuối cùng va chạm vào nhau để tạo thành một hố đen thậm chí còn lớn hơn, cách Trái Đất khoảng 10 tỷ năm ánh sáng.

Sự kiện này là vụ sáp nhập hố đen lớn nhất từng được ghi nhận bởi các máy dò sóng hấp dẫn và đã buộc các nhà vật lý phải xem xét lại mô hình của họ về cách các vật thể khổng lồ này hình thành. Tín hiệu được ghi lại khi nó chạm vào các máy dò trên Trái Đất, đủ nhạy để phát hiện những rung động trong không-thời gian nhỏ hơn hàng nghìn lần so với chiều rộng của một proton.

“Đây là những sự kiện dữ dội nhất mà chúng ta có thể quan sát được trong vũ trụ, nhưng khi tín hiệu đến Trái Đất, chúng lại là những hiện tượng yếu nhất mà chúng ta có thể đo lường. Khi những gợn sóng này dạt vào Trái Đất, chúng chỉ còn rất nhỏ”, Giáo sư Mark Hannam, người đứng đầu Viện Khám phá Lực hấp dẫn tại Đại học Cardiff, cho biết.

Bằng chứng về vụ va chạm hố đen xuất hiện ngay trước 2 giờ chiều giờ Anh ngày 23/11/2023 khi hai máy dò đặt tại Washington và Louisiana, do Đài quan sát Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser (Ligo) vận hành, cùng lúc co giật.

Sự co thắt đột ngột trong không-thời gian khiến các máy dò bị kéo giãn và co lại trong một phần mười giây, một khoảnh khắc thoáng qua đã ghi lại được cái gọi là giai đoạn đổ chuông khi hai hố đen hợp nhất hình thành một lỗ đen mới “rung lên” trước khi ổn định lại.

Phân tích tín hiệu cho thấy, hai hố đen va chạm có khối lượng gấp 103 và 137 lần khối lượng Mặt Trời và quay nhanh hơn Trái Đất khoảng 400.000 lần, gần với giới hạn lý thuyết của các vật thể này.

“Đây là những khối lượng hố đen lớn nhất mà chúng tôi tự tin đo được bằng sóng hấp dẫn. Chúng thật kỳ lạ, bởi vì chúng nằm ngay trong khoảng khối lượng mà chúng tôi không nghĩ hố đen sẽ hình thành”, ông Hannam, một thành viên của nhóm hợp tác khoa học Ligo, cho biết.

Hầu hết các hố đen hình thành khi các ngôi sao khổng lồ cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân và sụp đổ vào cuối vòng đời của chúng. Những vật thể cực kỳ đặc này làm cong không-thời gian đến mức chúng tạo ra một chân trời sự kiện, một ranh giới mà ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra.

Các nhà vật lý tại Ligo nghi ngờ rằng, các hố đen hợp nhất chính là sản phẩm của các vụ sáp nhập trước đó. Điều đó sẽ giải thích tại sao chúng lại có khối lượng lớn như vậy và tại sao chúng lại quay nhanh như vậy, vì các hố đen hợp nhất có xu hướng truyền spin lên vật thể mà chúng tạo ra. “Chúng tôi đã thấy những dấu hiệu của điều này trước đây, nhưng đây là ví dụ cực đoan nhất cho thấy điều đó có lẽ đang xảy ra”, ông Hannam nói.

Các nhà khoa học đã phát hiện khoảng 300 vụ sáp nhập hố đen từ sóng hấp dẫn mà chúng tạo ra. Cho đến nay, vụ sáp nhập lớn nhất được biết đến đã tạo ra một hố đen có khối lượng gấp khoảng 140 lần khối lượng Mặt Trời. Vụ sáp nhập mới nhất tạo ra một hố đen có khối lượng gấp tới 265 lần khối lượng Mặt Trời.

Trước khi các máy dò sóng hấp dẫn đầu tiên được chế tạo vào những năm 1990, các nhà khoa học chỉ có thể quan sát vũ trụ thông qua bức xạ điện từ như ánh sáng khả kiến, hồng ngoại và sóng vô tuyến. Các đài quan sát sóng hấp dẫn cung cấp một góc nhìn mới về vũ trụ, cho phép các nhà nghiên cứu nhìn thấy những sự kiện mà trước đây họ không nhìn thấy được.

“Thông thường, điều xảy ra trong khoa học là khi bạn nhìn vũ trụ theo một cách khác, bạn sẽ khám phá ra những điều bạn không ngờ tới và toàn bộ bức tranh của bạn sẽ thay đổi. Các máy dò mà chúng tôi đã lên kế hoạch trong 10 đến 15 năm tới sẽ có thể quan sát tất cả các vụ sáp nhập lỗ đen trong vũ trụ và có thể cả một số điều bất ngờ mà chúng tôi không ngờ tới”, ông Hannam cho biết.

Mai Phương

Nguồn Đại Đoàn Kết : https://daidoanket.vn/phat-hien-vu-sap-nhap-lon-nhat-cua-hai-ho-den-khong-lo-10310251.html