Phát hiện vụ sáp nhập bất thường của 2 hố đen

Các nhà khoa học phát hiện một vụ sáp nhập hố đen có khối lượng lớn gấp hơn 225 lần khối lượng Mặt trời vừa xảy ra.

Các nhà thiên văn học Canada cho biết mặc dù khối lượng của hố đen này không thể so sánh với những hố đen siêu khối lượng, có thể gấp hàng chục nghìn đến hàng tỉ lần khối lượng Mặt trời và nằm ở trung tâm của các thiên hà, nhưng "đây là vụ sáp nhập khá bất thường và thú vị".

Trước đó, ngày 23-11-2023, sóng từ một vụ sáp nhập khổng lồ của hai hố đen đã tác động đến Trái đất và được nhóm hợp tác LIGO-Virgo-KAGRA (một nhóm chuyên phát hiện những vụ sáp nhập kiểu này thông qua sóng hấp dẫn) thu thập. Những hố đen này rất lớn, có khối lượng gấp 100 và 140 lần khối lượng Mặt trời.

Bà Sophie Bini, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ tại Caltech, thành viên của nhóm, cho biết hầu hết các vụ sáp nhập kiểu này được phát hiện cho đến nay thông qua sóng hấp dẫn chỉ có khối lượng gấp từ 10 - 40 lần Mặt trời. Nhưng sự kiện lần này thực sự đặc biệt vì hố đen có khối lượng quá lớn. 

Nhóm phát hiện ra sóng hấp dẫn đầu tiên cách đây 10 năm, kể từ đó đã phát hiện hơn 300 sự kiện. Nhưng đây là sự kiện lớn nhất từ trước đến nay, lớn hơn gấp nhiều lần. 

Một khám phá thú vị khác từ vụ sáp nhập lần này - được gọi là GW231123, là cặp hố đen này dường như quay cực nhanh. 

Ông Charlie Hoy tại Đại học Portsmouth cho biết các hố đen quay nhanh gần với giới hạn cho phép của thuyết tương đối rộng của Albert Einstein. Điều đó khiến việc mô hình hóa và diễn giải tín hiệu trở nên khó khăn. Đây là một nghiên cứu điển hình tuyệt vời để thúc đẩy sự phát triển các công cụ lý thuyết của nhân loại.

Có những hố đen siêu khối lượng, có thể gấp hàng chục nghìn đến hàng tỉ lần khối lượng Mặt trời và nằm ở trung tâm của các thiên hà. Ví dụ, Ngân hà có một hố đen ở trung tâm, được gọi là Sagittarius A*, hay Sgr A*, có khối lượng gấp khoảng 4 triệu lần Mặt trời. 

Ngoài ra còn có các hố đen khối lượng sao, có thể từ vài lần khối lượng Mặt trời đến hàng chục lần hoặc một số người cho rằng gấp hàng trăm lần khối lượng Mặt trời. Chúng hình thành khi một ngôi sao khổng lồ cạn kiệt nhiên liệu và phát nổ một cách ngoạn mục, một sự kiện được gọi là siêu tân tinh. 

Nhưng cũng có những hố đen nằm đâu đó giữa hai loại này, được gọi là hố đen trung gian. Việc tìm kiếm những hố đen trung gian này có vẻ khó khăn đối với các nhà thiên văn học. Vụ sáp nhập mới này nằm trong cái mà các nhà thiên văn học gọi là "khoảng cách khối lượng" giữa hố đen khối lượng sao và hố đen siêu lớn.