2 lỗ đen khổng lồ đang chuẩn bị đâm vào nhau!

Ở khoảng cách 3,5 tỷ năm ánh sáng trong chòm sao Xử Nữ, hai lỗ đen siêu khổng lồ đang sắp đâm vào nhau. Các nhà khoa học dự kiến vụ va chạm sẽ ảnh hưởng lên không thời gian trong vũ trụ trong suốt 100.000 năm.

Hình ảnh mô phỏng 2 lỗ đen gần sát nhau

Sự kiện 2 lỗ đen sát nhập vào nhau ẩn chứa những lực mạnh nhất trong vũ trụ. Đây có thể là cơ hội quan sát sóng hấp dẫn mà Albert Einstein đã dự đoán gần 1 thế kỷ trước. Trong quá khứ, chúng ta đã bỏ lỡ rất nhiều vụ va chạm lớn tương tự bởi trình độ công nghệ chưa đủ mạnh. Ngày nay, một nhóm các nhà thiên văn học đã sử dụng một thủ thuật quang học mới để đi tìm bằng chứng tồn tại của một cặp lỗ đen chỉ cách nhau vài tuần ánh sáng. Chúng gần hơn bất kể một cặp lỗ đen nào chúng ta biết tới 1000 lần.

“Một số người nghĩ rằng hai lỗ đen luôn phải cách xa nhau”, Zoltan Haiman, nhà thiên văn học người Columbia nói. “Nghiên cứu của chúng tôi là một bước tiến quan trọng, nó cho thấy rằng hai lỗ đen có thể ở gần nhau đến mức nào”. Phương pháp mới này được đăng tải trên tạp chí Nature có thể giúp các nhà thiên văn ngày nay có thể quan sát rõ ràng hơn các cặp lỗ đen và đặc biệt là quá trình chúng va chạm với nhau.

Sử dụng ánh sáng để quan sát lỗ đen

Lỗ đen, về cơ bản, chúng có mật độ vật chất lớn đến nỗi lực hấp dẫn khiến ánh sáng cũng không thể thoát ra khỏi nó. Các lỗ đen siêu lớn được tìm thấy ở trung tâm các thiên hà và ngay tại chính ngân hà của chúng ta. Khi các thiên hà va chạm với nhau, hai lỗ đen siêu lớn xoắn ốc và lao vào nhau hình thành một cặp. Qua thời gian, cặp lỗ đen này sẽ ngày càng rút ngắn khoảng cách cho đến khi một trong hai lỗ đen nuốt chửng đối tượng còn lại.

Quan sát các lỗ đen là việc vô cùng khó khăn. Các nhà khoa học chỉ có thể phát hiện sự có mặt của chúng qua các chuẩn tinh. Đó là những vật thể cực sáng, giống sao, hình thành khi lỗ đen đốt cháy khí và bụi vũ trụ. Với một lỗ đen thông thường, chuẩn tinh của nó sẽ bùng sáng ngẫu nhiên. Tuy nhiên, khi có mặt thêm một lỗ đen và chúng lao vào nhau, các chuẩn tinh bắt đầu nhấp nháy đều đặn như một bóng đèn bật tắt liên tục.

Hình ảnh một chuẩn tinh ở một thiên hà khác

Trong nghiên cứu mới, Haiman và các đồng nghiệp tập trung vào một chuẩn tinh với tên gọi  PG 1320-102. Trước đây, các nhà khoa học phát hiện ra chuẩn tinh này sáng hơn 14% mỗi 5 năm. Điều này chứng tỏ có sự hiện diện của một lỗ đen khác gần nó trong bán kính 10 năm ánh sáng. Tuy nhiên, vẫn cần thêm bằng chứng cho giả thuyết này.

Nhóm của Hainman đã sử dụng một kỹ thuật vô cùng đơn giản dựa trên hiệu ứng Doppler. Hãy nhớ lại hiệu ứng Doppler với âm thanh mà bạn đã học ở thời phổ thông. Khi một chiếc xe cứu thương chạy từ xa về phía bạn và vụt qua, tiếng còi của nó trở nên cao hơn và rồi lại trầm xuống. Khi nó di chuyển về phía bạn, sóng âm thanh sẽ đến tai nhanh hơn với tần số cao hơn.

Trong trường hợp các lỗ đen di chuyển lại gần và ra xa so với Trái Đất, hiệu ứng Doppler đối với ánh sáng là cơ sở để các nhà khoa học phát hiện ra điều này. “Hóa ra, các lỗ đen đang di chuyển rất nhanh, điều này khiến chúng ta quan sát thấy độ sáng của chuẩn tinh thay đổi theo hiệu ứng Doppler”, Haiman nói. Họ đã khảo sát hình ảnh của PG 1302-102 bằng kính thiên văn Hubble và GALEX để phát hiện sự thay đổi định kỳ trong phổ cực tím của nó sau mỗi chu kỳ 5 năm.

Nghiên cứu mới này mở ra những cơ hội tốt hơn cho chúng ta chứng kiến sự kiện sát nhập của hai lỗ đen. Nơi có thể chứa đựng sóng hấp dẫn, một trong số những bí ẩn sâu thẳm nhất của vũ trụ. Daniel D’Orazio, đồng tác giả bài báo nói “Việc phát hiện các sóng hấp dẫn cho phép chúng ta thăm dò những bí mật của lực hấp dẫn và kiểm tra lý thuyết của Einstein trong môi trường khắc nghiệt nhất của vũ trụ- các lỗ đen”.

Theo Gizmodo

Stephen Hawking đưa ra giả thuyết không tưởng về lỗ đen vũ trụ