Dấu hiệu mô phỏng cho thấy vỏ quấn của các ngôi sao chết có thể là nguồn của sóng hấp dẫn.

Cho đến nay, sóng hấp dẫn chỉ được phát hiện từ các hệ thống nhị phân – sự hợp nhất của hai lỗ đen, hai sao neutron hoặc một trong số chúng. Tuy nhiên, một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Tây Bắc đã đề xuất một lĩnh vực mới, chưa được khám phá trước đây – một cái kén hỗn loạn gồm các mảnh vụn bao quanh một ngôi sao lớn đang chết dần.

Lần đầu tiên, các nhà khoa học đã sử dụng mô phỏng để chỉ ra rằng cái kén này có khả năng phát ra sóng hấp dẫn và dải tần số của những sóng này phải nằm trong dải có thể phát hiện được từ Đài quan sát Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser (LIGO).

Khi các ngôi sao khối lượng lớn sụp đổ thành lỗ đen, chúng thường tạo ra các dòng chảy mạnh, được gọi là các tia, tạo thành từ các hạt chuyển động với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Ore Gottlieb, Nghiên cứu viên CIERA tại Trung tâm Nghiên cứu và Khám phá Liên ngành về Vật lý Thiên văn (CIERA) của Tây Bắc và là tác giả chính của nghiên cứu, cùng các cộng tác viên của ông đã sử dụng các mô phỏng tiên tiến nhất để theo dõi toàn bộ quá trình này – từ sự sụp đổ của ngôi sao đến thời điểm máy bay phản lực thoát ra, với mục đích ban đầu là điều tra xem liệu các đĩa bồi tụ xung quanh lỗ đen có thể phát ra sóng hấp dẫn có thể phát hiện được hay không.

Tuy nhiên, dữ liệu đã tạo ra một tiết lộ bất ngờ.

“Khi tôi tính toán sóng hấp dẫn từ xung quanh lỗ đen, tôi tìm thấy một nguồn khác cản trở tính toán của mình – cái kén. Tôi đã cố gắng bỏ qua nó. Nhưng tôi thấy không thể bỏ qua. Sau đó, tôi nhận ra rằng cái kén là một sóng hấp dẫn. nguồn,” Gottlieb nói.

Theo các nhà nghiên cứu, khi dòng phản lực va chạm với lớp đang sụp đổ của một ngôi sao sắp chết, một vùng hỗn loạn, được mô tả là “cái kén”, bắt đầu hình thành xung quanh dòng phản lực. Khu vực này hỗn loạn, nơi khí nóng và mảnh vụn trộn lẫn và mở rộng theo nhiều hướng khác nhau. Khi bong bóng năng lượng tăng tốc ra khỏi máy bay phản lực, nó gây ra sự xáo trộn trong không-thời gian, dẫn đến việc tạo ra sóng hấp dẫn.

Gottlieb cho biết, nếu các kén đang tạo ra sóng hấp dẫn, thì LIGO sẽ có thể phát hiện ra chúng trong các lần chạy sắp tới. Theo truyền thống, các nhà nghiên cứu tập trung tìm kiếm sóng hấp dẫn đơn nguồn vào các hiện tượng như vụ nổ tia gamma hoặc siêu tân tinh, nhưng vẫn còn nghi ngờ về khả năng phát hiện các sự kiện như vậy của LIGO.

Gottlieb kêu gọi cộng đồng khoa học chuyển sự chú ý của họ sang các kén, vừa có tính bất đối xứng vừa có năng lượng cao, khiến chúng trở thành những ứng cử viên hấp dẫn cho việc phát xạ sóng hấp dẫn. Bằng cách nghiên cứu chúng, các nhà khoa học có thể tìm hiểu thêm về những gì xảy ra ở phần trong cùng của các ngôi sao.