Siêu hố đen gây ra vụ nổ lớn nhất vũ trụ: Sáng hơn Mặt trời 2000 tỷ lần, kéo dài không ngừng suốt 3 năm

Các nhà thiên văn học vừa phát hiện vụ nổ lớn nhất trong vũ trụ, theo thông tin được đăng tải bời trang Space.com. Được đặt tên là AT2021lwx, vụ nổ này có độ sáng thuộc mức 'đáng kinh ngạc', hơn gấp mười lần so với bất kỳ vụ nổ siêu tân tinh nào từng được ghi nhận. Thông thường, các vụ nổ siêu tân tinh xảy ra khi các ngôi sao cỡ lớn chết đi, và chỉ kéo dài vài tháng, tỏa ra ánh sáng có thể soi rọi cả dải thiên hà. Tuy nhiên, vụ nổ AT2021lwx này thậm chí đã diễn ra trong ít nhất 3 năm.

Quy mô của AT2021lwx lớn hơn khoảng 100 lần so với hệ Mặt trời, và sáng hơn hai nghìn tỷ lần so với Mặt trời ở cực điểm. AT2021lwx cũng sáng hơn ba lần so với ánh sáng phát ra khi các ngôi sao bị xé toạc và nuốt chửng bởi các lỗ đen siêu lớn - sự kiện được gọi là "sự kiện gián đoạn thủy triều" hay "TDE". Theo ước tính, nơi xảy ra vụ nổ AT2021lwx cách Trái đất khoảng 8 tỷ năm ánh sáng trong chòm sao Vulpecula, tức khi vũ trụ mới 6 tỷ năm tuổi.

AT2021lwx lần đầu tiên được phát hiện bởi chương trình khảo sát bầu trời Zwicky Transient Facility ở bang California (Mỹ) vào năm 2020, và sau đó được theo dõi bởi Hệ thống cảnh báo cuối cùng về tác động của thiên thạch đối với mặt đất (ATLAS) có trụ sở tại Hawaii (Mỹ).

Cả hai hệ thống này đều được thiết kế để khảo sát bầu trời đêm để tìm các sự kiện thiên văn có mức độ thay đổi nhanh chóng về độ sáng theo thời gian. Sự thay đổi độ sáng này có thể cho thấy một siêu tân tinh hoặc một vụ nổ tia gamma (GRB) nằm sâu trong vũ trụ, hoặc một thứ gì đó gần Trái Đất hơn như sao chổi hoặc tiểu hành tinh.

Đáng nói, mặc dù AT2021lwx đã được các đài thiên văn phát hiện cách đây ba năm, quy mô và sức mạnh tuyệt đối của vụ nổ này vẫn chưa được biết cho đến tận bây giờ.

"Chúng tôi tình cờ phát hiện ra điều này, vì thuật toán tìm kiếm của chúng tôi đã đánh dấu nó khi chúng tôi đang tìm kiếm một loại siêu tân tinh", nhà nghiên cứu Philip Wiseman của Đại học Southampton, người đứng đầu nhóm nghiên cứu, cho biết.

"Hầu hết các vụ nổ siêu tân tinh và TDE chỉ tồn tại trong vài tháng trước khi biến mất. Đối với một thứ gì đó sáng liên tục trong hơn hai năm khiến chúng tôi lập tức nhận thức đây là điều rất bất thường."

Wiseman và nhóm các nhà thiên văn học cho rằng AT2021lwx có thể là kết quả của việc một lỗ đen 'tàn phá' dữ dội một đám mây khí có khối lượng lớn hơn Mặt trời hàng nghìn lần.

Trong những sự kiện như vậy, lỗ đen nuốt chửng các mảnh của đám mây khí, gửi sóng xung kích vào cả phần khí còn lại và vào một vòng bụi hình xuyến rộng hơn bao quanh nó, khiến chúng phát ra bức xạ điện từ có độ sáng cực mạnh.

Mặc dù những sự kiện như vậy đã từng được chứng kiến trước đây, chúng rất hiếm khi xảy ra. Hơn nữa, không có trường hợp nào từng được ghi nhận trước đây có quy mô như AT2021lwx.

Nếu chỉ xét về độ sáng tỏa ra, AT2021lwx không thực sự sáng bằng vụ nổ tia gamma GRB 221009A được các nhà thiên văn học phát hiện vào năm 2022. Theo đó, vụ nổ xảy ra ở khu vực cách xa Trái Đất 2,4 tỷ năm ánh sáng này tồn tại trong mười giờ sau khi phát hiện. Mặc dù khoảng thời gian đó khá dài đối với GRB, nhưng điều đó có nghĩa là AT2021lwx đã tạo ra nhiều năng lượng hơn trong toàn bộ vòng đời của nó so với vụ nổ tia gamma này.

Được biết, sau khám phá ban đầu, nhóm các nhà nghiên cứu đằng sau khám phá này tiếp tục kiểm tra AT2021lwx bằng một số kính viễn vọng khác nhau.

Sau những quan sát này, các nhà nghiên cứu đã lấy phổ ánh sáng phát ra từ sự kiện và chia nó thành các bước sóng cấu thành, đo cách ánh sáng được phát ra và hấp thụ xung quanh sự kiện. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu tính toán khoảng cách đến nơi xảy ra AT2021lwx.

Thứ duy nhất trong vũ trụ có độ sáng tương tự như AT2021lwx là các lỗ đen siêu nặng. Khi các lỗ đen này 'ăn' các khí sao rơi vào chúng với vận tốc cao, chúng có thể giải phóng các 'khí thải\ cực kỳ sáng được gọi là chuẩn tinh.

"Với một chuẩn tinh, chúng tôi thấy độ sáng nhấp nháy lên xuống theo thời gian," Mark Sullivan, thành viên nhóm nghiên cứu và giáo sư Đại học Southampton, nói thêm.

"Nhưng nhìn lại hơn một thập kỷ không phát hiện ra AT2021lwx, rồi đột nhiên nó xuất hiện với độ sáng của những thứ sáng nhất trong vũ trụ, là điều chưa từng có."

Giờ đây, nhóm nghiên cứu sẽ quan sát vụ nổ ở các bước sóng ánh sáng khác nhau bao gồm cả tia X. Dữ liệu thu được từ những quan sát này có thể tiết lộ nhiệt độ của sự kiện và quá trình nào đang thúc đẩy nó. Họ cũng sẽ tiến hành các mô phỏng trên máy tính để khám phá xem mô hình đám mây khí khổng lồ bị phá vỡ bởi lỗ đen của họ có thể giải thích cho AT2021lwx hay không. Nghiên cứu của nhóm được đăng tải trên tạp chí Monthly Notices của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia Anh.

Tham khảo Space.com