Cái chết đau đớn của ngôi sao bị siêu hố đen xé toạc

Siêu tân tinh sáng gấp 20 lần độ sáng của toàn bộ dải Ngân Hà thực chất là xác chết của một ngôi sao đến quá gần siêu hố đen và bị xé rách toạc.

Quan sát mới của các nhà thiên văn chỉ ra sự kiện vũ trụ mang tên ASASSN–15lh không phải là một vụ nổ siêu tân tinh mà là cái chết đau đớn của một ngôi sao khi đến quá gần hố đen siêu lớn, theo Science Alert. Kết quả nghiên cứu được công bố hôm 12/12 trên tạp chí Nature Astronomy.

Hồi tháng 6 năm ngoái, các nhà khoa học bắt gặp một luồng sáng lóa trong vũ trụ, được cho là vụ nổ siêu tân tinh mạnh nhất trong lịch sử với ánh sáng ở cực điểm gấp 20 lần độ sáng của toàn bộ dải Ngân Hà.

Thông thường, một ngôi sao đạt đến khối lượng đủ lớn ở cuối vòng đời sẽ tự phát nổ để trở thành siêu tân tinh. Vụ nổ xảy ra do ngôi sao đốt cháy hết nhiên liệu hoặc chứa quá nhiều vật chất. Được xem là vụ nổ lớn nhất trong không gian, độ sáng của ASASSN–15lh lớn gấp đôi kỷ lục trước đó, thu hút sự chú ý của cộng đồng thiên văn.

Hố đen đang nuốt một ngôi sao. (Ảnh: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser).

Những ngôi sao chỉ có thể đến cuối vòng đời khi không có điều gì khác xảy ra trong quá trình, theo nhóm nghiên cứu đứng đầu là nhà thiên văn học Giorgos Leloudas ở Viện khoa học Weizmann, Israel.

"Chúng tôi quan sát nguồn phát trong 10 tháng kể từ sau sự kiện và kết luận đó không phải là một siêu tân tinh cực sáng", Leloudas cho biết. "Kết quả chỉ ra sự kiện này có thể do một hố đen siêu lớn quay rất nhanh và phá hủy ngôi sao có khối lượng nhỏ hơn".

ASASSN–15lh nằm trong thiên hà cách Trái Đất khoảng 4 tỷ năm ánh sáng. Giả thuyết được nhóm nghiên cứu đặt ra là hố đen siêu lớn nằm ở trung tâm hệ sao xa xôi và hút những ngôi sao gần nó.

Khi một ngôi sao đến quá gần hố đen, nó sẽ bị xé toạc trong "sự kiện gián đoạn thủy triều", nơi những dòng lực hấp dẫn cực mạnh kéo căng vật chất thành hình sợi mỏng dài. Quá trình này được gọi là spaghettification (hiệu ứng mì ống hóa). Để có thể phá hủy một ngôi sao như thế, hố đen ASASSN–15lh phải có khối lượng gấp ít nhất 100 triệu lần so với Mặt Trời.

"Sự kiện gián đoạn thủy triều mà chúng tôi đề xuất không thể lý giải với một siêu hố đen không quay", Nicholas Stone ở Đại học Columbia, một thành viên nhóm nghiên cứu, cho biết. "Chúng tôi cho rằng ASASSN–15lh là sự kiện gián đoạn thủy triều hình thành từ một loại hố đen rất đặc biệt".

Đĩa vật chất mỏng quay nhanh chứa những tàn dư của một ngôi sao giống Mặt Trời bị xé nát bởi lực hấp dẫn của hố đen. (Ảnh: ESO, ESA/Hubble, M. Kornmesser).

Các hố đen không quay không ảnh hưởng đến những ngôi sao nằm bên ngoài chân trời sự kiện của nó, ranh giới nơi lực hấp dẫn không thể thoát khỏi hố đen. Nhưng một hố đen quay gọi là hố đen Kerr không có giới hạn đó.

Nếu giả thuyết của nhóm nghiên cứu đúng, ánh sáng cường độ cao của ASASSN–15lh là kết quả do ngôi sao bị kéo về phía hố đen. Khi điều này xảy ra, vật chất bị mì ống hóa của ngôi sao sẽ va chạm với chính nó và sản sinh nhiệt độ cao, tạo thành một vụ nổ ánh sáng chói lóa mà lúc đầu các nhà khoa học cho là siêu tân tinh đặc biệt.

"Giờ đây khi có những công cụ thích hợp và biết được những gì đang tìm kiếm, chúng ta sẽ tìm thấy được nhiều hơn và có được cảm giác tốt hơn về số lượng của chúng. Thật thú vị vì đây là cách mới để tìm hiểu về hố đen và cái chết của những ngôi sao", Stone nói.

• Video: Khoảnh khắc siêu hố đen xé toạc và nuốt chửng một ngôi sao