“Nhà thiên văn phát hiện phương thức chưa từng thấy để phá hủy một ngôi sao”

Các nhà thiên văn học, sử dụng kính viễn vọng Gemini South, có thể đã phát hiện ra một cách chưa từng thấy để phá hủy các ngôi sao. Trong khi nghiên cứu các vụ nổ tia gamma (GRB) cực mạnh, họ đã tìm thấy bằng chứng về các vụ va chạm kiểu trận derby chẳng hạn như các ngôi sao đang sụp đổ hoặc tàn dư của các ngôi sao trong các vùng dày đặc gần các lỗ đen siêu nặng của các thiên hà cổ đại.

Phát hiện này thách thức sự hiểu biết thông thường về cái chết của các vì sao và làm sáng tỏ một hiện tượng đã được đưa ra giả thuyết từ lâu nhưng trước đây chưa từng thấy. Theo truyền thống, các ngôi sao trong vũ trụ được biết là có số phận có thể dự đoán được dựa trên khối lượng của chúng. Những ngôi sao có khối lượng thấp, giống như Mặt trời của chúng ta, dần dần lột bỏ các lớp bên ngoài của chúng và mờ dần dưới dạng sao lùn trắng. Thay vào đó, những ngôi sao nặng hơn cháy sáng hơn và kết thúc cuộc đời của chúng trong những vụ nổ siêu tân tinh tàn khốc, để lại những tàn tích nhỏ gọn như sao neutron và lỗ đen. Trong trường hợp một hệ thống nhị phân bao gồm hai dư lượng như vậy, cuối cùng chúng cũng có thể va chạm.

Các lõi thiên hà cổ đại chứa một lượng lớn tàn dư sao siêu dày đặc như sao lùn trắng, sao neutron và lỗ đen. Các nhà thiên văn học từ lâu đã suy đoán rằng môi trường hỗn loạn bao quanh một lỗ đen siêu lớn cuối cùng có thể khiến hai vật thể sao va chạm, dẫn đến GRB. Tuy nhiên, cho đến nay, bằng chứng cụ thể về những vụ sáp nhập như vậy vẫn còn khó nắm bắt.

Dấu hiệu đầu tiên của sự kiện này xuất hiện vào ngày 19 tháng 10 năm 2019, khi Đài thiên văn Neil Gehrels Swift của NASA phát hiện một vụ nổ tia gamma ngắn nhưng dữ dội, kéo dài hơn một phút. Thông thường, GRB tồn tại lâu hơn hai giây được phân loại là vụ nổ “dài”, chủ yếu là do cái chết của siêu tân tinh của các ngôi sao có khối lượng ít nhất gấp mười lần Mặt trời của chúng ta.

Để thu thập thêm thông tin về nguồn gốc của những GRB hấp dẫn này, các nhà thiên văn học đang sử dụng kính viễn vọng Gemini South để tiến hành các quan sát dài hạn về ánh sáng mờ dần của mặt trời. Họ có thể xác định chính xác vị trí của GRB ở một khu vực cách lõi thiên hà cổ đại chưa đến 100 năm ánh sáng, đặt nó gần một lỗ đen siêu lớn. Đáng chú ý là không có bằng chứng nào về siêu tân tinh tương ứng được tìm thấy, vốn thường để lại ấn tượng khác về ánh sáng quan sát được.

Andrew Levan, nhà thiên văn học tại Đại học Radboud ở Hà Lan và là tác giả chính của nghiên cứu cho biết: “Bằng cách xác định chính xác vị trí của nó với trung tâm của một thiên hà cổ đại đã được xác định trước đó, chúng tôi có bằng chứng thú vị đầu tiên về một con đường mới để các ngôi sao đối mặt với sự sụp đổ của chúng”. bài báo xuất hiện trên tạp chí Nature Astronomy.

Thông thường, các sự kiện GRB kéo dài do tàn dư của các ngôi sao va chạm như sao neutron và lỗ đen được cho là cực kỳ hiếm trong môi trường thiên hà bình thường. Tuy nhiên, các lõi thiên hà cổ đại bất chấp tiêu chuẩn với mật độ dân số cực cao, có khả năng chứa một triệu ngôi sao trở lên trong một khu vực chỉ vài năm ánh sáng. Ở những vùng dày đặc như vậy, các vụ va chạm sao có thể xảy ra lẻ tẻ, chủ yếu dưới tác động của lực hấp dẫn của các lỗ đen siêu lớn, có thể làm gián đoạn chuyển động của ngôi sao và khiến nó lao đi theo những hướng không thể đoán trước. Theo thời gian, những ngôi sao lang thang này có thể giao nhau và hợp nhất, tạo ra những vụ nổ lớn có thể quan sát được ở khoảng cách vũ trụ rộng lớn.

Các nhà nghiên cứu cho rằng sự khó nắm bắt của những sự kiện như vậy trong quá khứ là do sự phong phú của bụi và khí phổ biến ở trung tâm thiên hà. Những vật liệu này có thể che khuất sự bùng nổ ban đầu của GRB cũng như ánh sáng sau. Tuy nhiên, GRB có nhãn GRB 191019A dường như là một ngoại lệ hiếm hoi, cho phép các nhà thiên văn học phát hiện vụ nổ và nghiên cứu tác động của nó.

Mục đích của các nhà nghiên cứu là khám phá thêm nhiều trường hợp của các sự kiện như vậy với hy vọng tìm ra mối tương quan giữa các lần phát hiện GRB với các lần phát hiện sóng hấp dẫn tương ứng, điều này sẽ tiết lộ những hiểu biết sâu sắc hơn về bản chất thực sự của những sự kiện này và xác nhận nguồn gốc của chúng.