Lần đầu tiên trong lịch sử, các nhà thiên văn học quan sát được 1 hố đen vừa "chớp mắt"

Hố đen vũ trụ (black hole) không phát sáng. Thế nhưng, nếu nó “ngấu nghiến” toàn bộ vật chất lơ lửng xung quanh, những vật chất đó sẽ cháy bùng lên như thể bị hàng triệu tia X từ Mặt Trời bắn trúng. Và lần đầu tiên trong lịch sử, giới thiên văn học mới có cơ hội quan sát hiện tượng này, khi quầng hào quang quanh 1 hố đen vũ trụ chợp tắt và rồi lại sáng rực rỡ trở lại - giống như đang chớp mắt vậy.

Chiếc hố đen đặc biệt này nằm ở dải ngân hà 1ES 1927 654 cách chúng ta 275 triệu năm ánh sáng, và có khối lượng gấp 19 triệu lần Mặt Trời. Chỉ trong khoảng thời gian 40 ngày, các nhà thiên văn học đã quan sát được ánh sáng tại đây gần như đã lịm tắt hoàn toàn, trước khi nó “mở mắt” và sáng rực rỡ hơn lúc trước.

Các nhà thiên văn học vừa được chứng kiến 1 hố đen vũ trụ "chớp mắt" lần đầu tiên trong lịch sử.

Nhà vật lý học Erin Karra tại Viện Công nghệ Massachusetts cho biết: “Chúng tôi cho rằng sự thay đổi độ sáng lớn như vậy tại 1 hố đen vũ trụ sẽ xảy ra theo thời gian từ hàng ngàn cho đến hàng triệu năm. Nhưng riêng với trường hợp này thì tốc độ đó lại nhanh hơn rất nhiều, nó thay đổi bởi hệ số 10.000/năm, và thậm chí là hệ số 100/8 giờ. Đây là 1 điều chưa từng có tiền lệ và thực sự rất ấn tượng”.

Có rất nhiều thành phần khác nhau hình thành nên 1 hố đen vũ trụ. Trong đó phải kể đến chân trời sự kiện (event horizon), biên phía trong của không - thời gian gần một điểm kỳ dị và che khuất mọi thứ khỏi tầm quan sát của con người, kể cả các sóng điện từ (gồm ánh sáng). Ngoài ra, 1 hố đen đang hoạt động còn sở hữu đĩa bồi tụ (accretion disc) - 1 cấu trúc dạng đĩa vật chất khổng lồ xoáy vào vật thể. Và ngay bên ngoài chân trời sự kiện của 1 hố đen đang hoạt động, xung quanh mép trong của đĩa bồi tụ chính là quầng hào quang (corona).

Về cơ bản, quầng hào quang là khu vực gồm rất nhiều hạt electron nóng, được cung cấp năng lượng từ từ trường khổng lồ của hố đen. Từ trường này đóng vai trò như 1 máy gia tốc giúp các electron đạt năng lượng cao đến mức khiến chúng phát sáng rực rỡ theo bước sóng tia X.

Từ năm 2018, các nhà thiên văn học đã nhận ra 1 vài dấu hiệu kỳ lạ xảy ra tại dải ngân hà 1ES 1927 654. Khi đó, hệ thống máy tìm kiếm và phát hiện siêu tân tinh tự động hoá (ASASSN) đã phát hiện 1 tia sáng gấp 40 độ sáng thông thường tại ngân hà này. Ngay lập tức, giới khoa học đã ngày đêm túc trực bên những chiếc kính viễn vọng với hi vọng có thể khai thác thêm thông tin về hiện tượng trên. Sau khoảng 160 ngày bình thường, hạt nhân của 1ES 1927 654 bắt đầu dịu sáng dần. Trong giai đoạn 40 ngày tiếp theo, nó gần như đã tắt ngúm không còn chút ánh sáng nào.

Quầng hào quang của hố đen thường thay đổi độ sáng trong 1 khoảng thời gian dài chứ không "chớp nháy" nhanh chóng như lần này.

Erin cho biết: “Sau phát hiện của ASSASN, chúng tôi đã được chứng kiến quầng hào quang của hố đen này biến mất, gần như không thể tìm thấy nó nữa. Đây là 1 hiện tượng mà trước đây tôi chưa bao giờ quan sát được”. Thế nhưng, sự bất thường chưa dừng lại ở đó. Quầng hào quang sau khi lịm đi, bỗng dần dần phát sáng trở lại. 300 ngày sau lần bừng sáng trước đó, hạt nhân của ngân hà này lại tiếp tục tỏa sáng rực rỡ, gấp 20 lần thông thường.

Nhà vật lý thiên văn Claudio Ricci thuộc Đại học Diego Portales cho biết: “Đây là 1 hiện tượng hiếm gặp trong quá trình bồi đắp hố đen. Ban đầu, chúng tôi cho rằng dữ liệu thu thập được có vấn đề. Thế nhưng khi xem xét lại thì đúng là không thể nào lý giải nổi. Dù rất phấn khích, nhưng chúng tôi không hề biết đây thực chất là hiện tượng gì. Những chuyên gia mà chúng tôi liên hệ cũng chỉ biết lắc đầu mà thôi”.

Hiện tại, giới thiên văn học vẫn chưa thể đưa ra lý giải chính xác về việc các quầng hào quang tạo ra và được cung cấp năng lượng như thế nào. Xét theo lý thuyết, nếu nó có liên quan đến từ trường của hố đen, thì hiện tượng kỳ lạ quan sát được tại ngân hà 1ES 1927 654 trên đây có thể là do 1 thứ gì đó đã phá vỡ từ trường này.

Các hố đen sẽ thay đổi rất nhanh khi chúng “nuốt phải” 1 ngôi sao ở gần. Ngôi sao này sau đó sẽ bị xé toạc ra trong 1 quá trình gọi là dòng đứt gãy (tidal disruption) và tạo thành 1 luồng sáng dữ dội, trước khi vượt qua chân trời sự kiện và thoát khỏi tầm quan sát của con người. Đây có thể là lời giải thích hợp tình hợp lý cho hiện tượng đã xảy ra với hố đen của 1ES 1927 654: Đầu tiên, ngôi sao sẽ bị vỡ vụn, gây ra sự bùng phát ánh sáng ban đầu. Tiếp đến, những mảnh vụn từ ngôi sao này phá vỡ từ trường bên trong hố đen. Cuối cùng, từ trường sẽ tự hồi phục và đưa hố đen trở về trạng thái bình thường ban đầu.

Hiện tượng kỳ lạ này có thể là do 1 ngôi sao lạc lối nào đó đã vô tình bị hố đen "nuốt" phải.

Nếu chính xác, đây có thể còn là 1 manh mối quan trọng giúp giới khoa học hiểu được bán kính cho phép từ trường điều khiển quầng hào quang của hố đen vũ trụ. Erin nhận định: “Nếu toàn bộ sự việc diễn ra trong bán kính của quá trình dòng đứt gãy, từ trường hỗ trợ cho quầng hào quang chắc chắn cũng sẽ nằm trong bán kính này. Điều đó đồng nghĩa với việc bất kỳ 1 quầng hào quang bình thường nào cũng được tạo ra bởi chính từ trường nằm trong bán kính này”.

Nếu quả thực có 1 ngôi sao lạc lối đã bị hố đen hút vào, các nhà nghiên cứu tính toán được quá trình dòng đứt gãy đã xảy ra trong vòng 4 phút ánh sáng tại trung tâm của hố đen, tương đương 1 nửa khoảng cách giữa Trái Đất và Mặt Trời.

Tuy nhiên, tất cả mới chỉ dừng lại ở mức độ giả thiết, và có thể vẫn còn nhiều cách giải thích khác cho hiện tượng kỳ lạ trên đây. Quầng hào quang của hố đen có thể thay đổi độ sáng, nhưng đó là quá trình diễn ra trong cả 1 khoảng thời gian rất dài. Thế nhưng, không loại trừ khả năng những gì mà chúng ta quan sát được ở 1ES 1927 654 thực chất chỉ là 1 hiện tượng bình thường, chỉ là đến bây giờ chúng ta mới phát hiện ra mà thôi.

Erin cho biết: “Những dữ liệu thu thập được vẫn còn rất nhiều vấn đề mà chúng tôi cần tìm ra lời giải thích hợp lý. Nhưng chính vì thế nên nó mới càng trở nên thú vị, bởi chúng tôi đã khám phá ra thêm những điều mới mẻ về vũ trụ. Tôi cho rằng giả thuyết về 1 ngôi sao bị hố đen nuốt chửng khá là hay ho, nhưng cứ phải phân tích dữ liệu thật kỹ chúng tôi mới có thể đưa ra dữ liệu chính thức được”.

Theo BusinessInsider