Phát hiện ánh sáng rực rỡ từ cặp hố đen sáp nhập

Mô phỏng vụ sáp nhập của hai hố đen xảy ra gần hố đen thứ ba. Ảnh: NASA.

Chớp sáng được phát hiện năm ngoái nhờ đài quan sát sóng hấp dẫn Ligo. Những quan sát mới nhất cho thấy sự kiện này xảy ra bên trong đĩa bồi tụ của một hố đen thứ ba đồ sộ hơn nhiều. Cặp hố đen được rọi sáng bởi lớp bụi và khí gas xung quanh, cho phép theo dõi bằng các kính viễn vọng quang học.

Trong nghiên cứu công bố hôm 25/6 trên tạp chí Physical Review Letters, Matthew Graham, giáo sư thiên văn học ở Viện Công nghệ California và cộng sự Saavik Ford ở Đại học New York, cho biết họ không loại trừ các khả năng khác về nguồn gốc của chớp sáng. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu chắc chắn tới 99,9% chớp sáng là kết quả do hố đen sáp nhập.

Ford và McKernan cộng tác với Graham, nhà khoa học dự án ở Zwicky Transient Facility (ZTF), kính viễn vọng khảo sát toàn bầu trời nhằm phát hiện những sự kiện phát sáng. Họ rà soát dữ liệu của Zwicky để tìm bất kỳ chớp sáng nào trùng hợp về thời gian và vị trí với vụ va chạm do Ligo quan sát. Cuối cùng, vụ sáp nhập mang số hiệu S190521g mà Ligo phát hiện vào tháng 5/2019 hoàn toàn phù hợp.

Phân tích sâu hơn chỉ ra vụ sáp nhập xảy ra gần hố đen siêu lớn J1249+3449 có đường kính tương đương quỹ đạo của Trái Đất quanh Mặt Trời. Cặp hố đen nhỏ hơn nằm ở rìa ngoài đĩa bồi tụ, vầng hào quang sao, bụi và khí gas xoay tròn xung quanh J1249+3449. Mỗi hố đen trong cặp có kích thước bằng đảo Wight và tổng khối lượng bằng 150 Mặt Trời. Khi chúng xoay tròn theo chiều xoắn ốc và hợp nhất, sóng hấp dẫn bắn ra khắp không gian, xuyên qua lớp bụi và khí gas của đĩa bồi tụ.

Nếu được xác nhận, các quan sát sẽ giúp giới thiên văn học chứng minh có nhiều hố đen siêu lớn hơn suy đoán. Hố đen hình thành từ những ngôi sao cổ đại sụp đổ. Hố đen lớn hơn ra đời khi hố đen nhỏ sáp nhập.