Hố đen đơn độc đầu tiên được xác nhận

Nhóm nhà thiên văn tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian (STScI), cùng các chuyên gia từ Trung tâm Khoa học Ngoại hành tinh thuộc Đại học St Andrews và Đài quan sát phía Nam châu Âu, xác nhận sự tồn tại của một hố đen đơn độc, Phys hôm 19/4 đưa tin. Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal, nhóm mô tả quá trình phân tích dữ liệu mới về một đối tượng được phát hiện vài năm trước để xác nhận đó là hố đen.

Năm 2022, các nhà nghiên cứu thông báo, phát hiện một “vật thể tối” di chuyển qua chòm sao Sagittarius (Nhân Mã). Họ cho rằng đó có thể là một hố đen đơn độc. Ngay sau đó, một nhóm nghiên cứu khác đặt nghi vấn về kết quả này, cho rằng vật thể nhiều khả năng là sao neutron hơn. Sau khi tiếp tục tìm hiểu, nhóm nghiên cứu ban đầu phát hiện thêm bằng chứng ủng hộ nhận định cho rằng đó là một hố đen đơn độc.

Trước phát hiện này, mọi hố đen đã xác định đều có một ngôi sao đồng hành. Các hố đen thường được phát hiện nhờ tác động của chúng lên ánh sáng phát ra từ ngôi sao đó. Nếu không có ngôi sao đồng hành, rất khó để nhìn thấy hố đen. Nhóm STScI phát hiện được hố đen mới vì nó đi qua phía trước một ngôi sao không đồng hành ở xa, khuếch đại ánh sáng và làm thay đổi vị trí của ngôi sao trên bầu trời trong thời gian ngắn.

Nhóm chuyên gia thu được những quan sát ban đầu nhờ dữ liệu từ kính viễn vọng không gian Hubble trong giai đoạn 2011 – 2017. Lần này, họ xem xét dữ liệu năm 2021 – 2022 từ Hubble và từ tàu vũ trụ Gaia. Họ nhận thấy, “vật thể tối” có khối lượng gấp khoảng 7 lần Mặt Trời. Điều này cho thấy nó không thể là sao neutron.

Ngoài ra, nhóm nghiên cứu thứ hai cũng đã điều chỉnh nhận định của mình về sao neutron vào năm 2023, đồng ý rằng “vật thể tối” thực sự là một hố đen. Nhóm này tính toán vật thể có khối lượng gấp khoảng 6 lần khối lượng Mặt Trời, nhưng phép đo của họ có sai số lớn hơn nên kết quả này vẫn nhất quán với kết quả của nhóm STScI.

Hố đen đơn độc nằm cách Trái Đất khoảng 5.000 năm ánh sáng, gần hơn nhiều so với hố đen siêu khối lượng ở trung tâm dải Ngân Hà. Nó không chỉ di chuyển mà còn đang tăng tốc lao qua thiên hà. Hố đen di chuyển với tốc độ khoảng 51 km mỗi giây so với các ngôi sao lân cận. Nó trở thành “kẻ lang thang đơn độc” có thể do quá trình hình thành. Vụ nổ siêu tân tinh tạo ra hố đen này có thể đã cho nó một cú đẩy mạnh, khiến nó lao nhanh qua thiên hà.

Đây là lần đầu tiên sự tồn tại của một hố đen đơn độc được xác nhận. Các nhà khoa học hy vọng sẽ tìm thấy nhiều ví dụ hơn với kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman, dự kiến phóng vào năm 2027. Việc nghiên cứu hố đen giúp giới khoa học hiểu thêm về sự giãn nở vũ trụ, cách các ngôi sao và hành tinh hình thành và phát triển, đồng thời kiểm chứng những lý thuyết về vũ trụ của con người.

Thu Thảo (Theo Phys, IFL Science)