Phát hiện hoạt động chưa từng có trong một hố đen khổng lồ - Chuyện gì đang xảy ra?

Hãy nhìn lên, bầu trời tối đen, dường như vô hồn, nhưng rồi bạn nhận ra điều gì đó trước đó không có, một thứ ánh sáng kỳ lạ gần như vô hình chiếu sáng không gian tối tăm trước đó, đã quá muộn để chạy, bạn vừa may mắn vừa xui xẻo cùng một lúc, bạn đang chứng kiến sự thức tỉnh của một hố đen khổng lồ, trước đây vẫn đang ngủ yên, liệu nó có nuốt chửng cả bạn và thế giới của chúng ta không? Các hố đen siêu lớn, những vật thể không gian khổng lồ nặng gấp hàng triệu lần mặt trời của chúng ta Tồn tại ở giữa hầu hết các thiên hà Nhưng chúng thực sự khó có thể phát hiện hoặc nghiên cứu Hầu hết thời gian chúng nằm yên lặng và không có hoạt động gì nhiều trong một thời gian dài Đó là những gì đã xảy ra với một hố đen khổng lồ trong một thiên hà xa xôi Thiên hà này cách chúng ta 300 triệu năm ánh sáng ở một phần bầu trời có tên là Sử Nữ Trong nhiều năm, hố đen ở đó không làm bất cứ điều gì thú vị Nó luôn yên tĩnh Nhưng vào cuối năm 2019, một điều kỳ lạ đã xảy ra Thiên hà đột nhiên sáng hơn nhiều Nó bắt đầu phát ra ánh sáng TX mạnh mẽ Đó là thứ mà các nhà khoa học chưa từng thấy trước đây Điều này khiến các nhà thiên văn học ngạc nhiên Vì vậy họ bắt đầu theo dõi chặt chẽ Sau một vài năm nghiên cứu, các nhà khoa học đã kết luận rằng Hố đen có khả năng đã thức dậy từ trạng thái yên tĩnh và trở nên hoạt động Bây giờ phần giữa của thiên hà thực sự sáng. Điều đó có thể có nghĩa là hố đen đang hút vật chất và tạo ra rất nhiều năng lượng. Các nhà thiên văn học thậm chí còn đặt cho hố đen này một biệt danh vui nhộn, Einstein. Và điều tuyệt vời nhất về tất cả những điều này là đây là lần đầu tiên chúng ta được chứng kiến một hố đen siêu lớn chuyển sang trạng thái hoạt động theo thời gian thực. Các nhà khoa học tại Đài Quan sát Nam Âu ở Đức là những người đầu tiên nhận thấy điều gì đó kỳ lạ. Họ đã sử dụng các kính viễn vọng không gian đặc biệt như Swift của NASA và một kính viễn vọng khác có tên là eROSITA để tìm kiếm tia X phát ra từ Ensky. Lúc đầu họ không thấy tên nào. Sau đó, vào tháng 2 năm 2024, một nhóm các nhà khoa học khác đã nhận thấy một điều kỳ lạ. Các vụ nổ tia X phát ra từ Ensky. Và những vụ nổ này không phải là ngẫu nhiên Chúng xảy ra gần như theo một lịch trình Vào những thời điểm hầu như đều đặn Kiểu nhấp nháy này Có một cái tên phức tạp Phun trào bán chu kỳ Hay QPE nếu bạn muốn gọi tắt Đó là khi một hố đen đột nhiên bùng lên Với một vụ nổ năng lượng Nhưng chỉ trong một thời gian ngắn Và đây là lần đầu tiên có người nhìn thấy Một QPE trong một hố đen Đang thức dậy sau một thời gian dài Im lặng Những sự kiện như thế này cũng cực kỳ hiếm Các nhà khoa học mới tìm thấy QPE đầu tiên vào năm 2019 và họ chỉ thấy thêm một vài sự kiện nữa kể từ đó Không ai biết chính xác tại sao chúng xảy ra nhưng việc quan sát Ensky có thể giúp các nhà khoa học tìm hiểu thêm về cách các lỗ đen hoạt động và phát triển Một công cụ quan trọng mà họ đã sử dụng là kính viễn vọng không gian XMM-Newton Đây là công cụ duy nhất có thể nhìn thấy ánh sáng nền rất mờ giữa các lần chấp sáng Bằng cách đo độ mờ của Ensky giữa các lần bùng phát, các nhà khoa học có thể tính ra lượng năng lượng mà lỗ đen phát ra trong mỗi lần bùng phát. Có thể bạn đã biết rằng hố đen có lực hấp dẫn cực mạnh, có thể nuốt chửng bất cứ thứ gì đến quá gần, thậm chí là các ngôi sao. Nếu một ngôi sao bị kẹt, nó có thể bị kéo căng và sẽ toạc ra. Các mảnh của ngôi sao tạo thành một bánh đai phát sáng, siêu nóng quay xung quanh hố đen. Vành đai này được gọi là đĩa bồi tụ. Các nhà khoa học cho rằng các tia X-quang chớp nháy QPE có thể xảy ra khi một thứ gì đó như một ngôi sao hoặc thậm chí một hố đen nhỏ khác tương tác với đĩa quay này. QPE đôi khi được liên kết với các ngôi sao bị phá hủy, nhưng với ANSKI không có dấu hiệu nào cho thấy nó đã phá hủy một ngôi sao. Vì vậy, các nhà khoa học bắt đầu nghĩ đến những lý do khác. Có thể đĩa xung quanh Ensky được tạo thành từ khí mà lỗ đen lấy từ không gian gần đó. không phải từ một ngôi sao bị xé nát, và có thể một thứ gì đó nhỏ như một hành tinh hoặc một ngôi sao đang đi qua đĩa này nhiều lần làm rung chuyển nó và khiến nó bùng lên với ánh sáng tia X sáng mỗi lần. Điều khiến Ensky thực sự đặc biệt là sức mạnh của các vụ nổ của nó rất lớn. Theo một sinh viên tại MIT đã làm việc trong nghiên cứu này, các vụ nổ tia X của Ensky kéo dài gấp 10 lần và sáng hơn gấp 10 lần so với các QPE thông thường. Mỗi vụ nổ phát ra năng lượng lớn hơn 100 lần so với các vụ nổ khác mà các nhà khoa học từng thấy. Và thời gian của các vụ nổ cũng kỳ lạ nữa, Ensky có kiểu nhấp nháy khoảng 4,5 ngày một lần. Đây là thời gian chờ dài nhất giữa các lần nhấp nháy từng thấy. Những đặc điểm kỳ lạ này khiến các nhà khoa học phải suy nghĩ lại về cách QPE xảy ra và nguyên nhân gây ra chúng. Đáng buồn thay, chúng ta vẫn chưa có đủ dữ liệu để biết chắc chắn. Các nhà thiên văn học cần phải theo dõi nhiều sự kiện như thế này hơn nữa để tìm ra câu trả lời Bạn có thể tự hỏi làm thế nào các nhà khoa học lại tìm thấy lỗ đen được Vì chúng bắt giữ mọi thứ, ngay cả ánh sáng Đúng vậy, những con quái vật không gian này thực sự khó nhìn thấy Về cơ bản chúng vô hình Nhưng các nhà khoa học chú ý đến những gì đang xảy ra xung quanh chúng Đó có thể là khí và bụi phát sáng ở đâu đó trong không gian Vấn đề là, lỗ đen thường có một vòng khí và bụi quay xung quanh chúng được gọi là đĩa bụi tụ vòng này trở nên cực kỳ nóng và tỏa sáng dưới dạng tia X và các loại ánh sáng khác mà kính thiên văn có thể phát hiện. Nó cũng có thể là những ngôi sao đang di chuyển. Những hố đen lớn, như hố đen ở giữa giải Ngân Hà của chúng ta, có lực hấp dẫn mạnh đến mức khiến các ngôi sao quay quanh chúng. Các nhà khoa học đã quan sát những ngôi sao này di chuyển theo những mô hình đặc biệt và chứng minh rằng có một hố đen khổng lồ ẩn náu ở đó. Phát hiện này đã giành giải Nobel vào năm 2020. họ cũng đang tìm kiếm những gợn sóng trong không gian. Bởi vì khi các vật thể khổng lồ như hố đen di chuyển hoặc va chạm vào nhau, chúng sẽ phát ra sóng hấp dẫn. Các nhà khoa học đã chế tạo các công cụ đặc biệt để cảm nhận những gợn sóng này và tìm hiểu thêm về hố đen. Và cuối cùng, đó là sự bẻ cong ánh sáng. Hố đen có lực hấp dẫn lớn đến mức chúng có thể bẻ cong ánh sáng từ các ngôi sao phía sau chúng, giống như một chiếc kính lúp vũ trụ. Thủ thuật này được gọi là thấu kính hấp dẫn, có thể giúp các nhà khoa học tìm thấy những hố đen đang ẩn náu một mình. Bạn nên nhớ rằng, không giống như một số quan niệm phổ biến, hố đen không phải là hố sâu. đường hầm ma thuật đưa bạn đến những nơi khác trong không gian hoặc các vũ trụ khác nhau đâu. Một khi bạn vào một cái, sẽ không có lối thoát hoặc đường qua phía bên kia. Hố đen cũng không phải là một loại máy hút bụi không gian, chúng không đi xung quanh và nuốt chửng mọi thứ mà chúng đến gần. Nếu bạn ở xa, lực hấp dẫn của chúng chỉ giống như lực hấp dẫn của bất kỳ vật thể nào khác có cùng khối lượng. Lỗ đen gần nhất trái đất được gọi là Gaia BH1, nó cách chúng ta khoảng 1.500 năm ánh sáng, còn lỗ đen xa nhất mà chúng ta biết đến thì nó nằm ở giữa một thiên hà xa xôi, cách chúng ta 13 tỷ năm ánh sáng. Lỗ đen lớn nhất mà chúng ta từng thấy được gọi là TON 618, nó nặng hơn mặt trời 66 tỷ lần, và lỗ đen nhỏ nhất nặng hơn mặt trời 3,8 lần, và nằm cạnh một ngôi sao. Nhân tiện, tất cả các hố đen đều quay, hoặc quay rất nhanh. Hố đen nhanh nhất quay hơn 1.000 lần mỗi giây. Thêm vào đó, các hố đen lớn ở giữa các thiên hà có thể bắn ra các hạt với tốc độ cực cao, gần bằng tốc độ ánh sáng. Nếu một vật gì đó rơi vào hố đen, hiện tượng spaghetti hóa sẽ xảy ra Vật thể này sẽ bị kéo dãn trong không gian như một sợi mì vì lực hấp dẫn cực mạnh của hố đen Nói về lực hấp dẫn, nếu mặt trời của chúng ta được thay thế bằng một hố đen có cùng khối lượng Trái đất và các hành tinh khác vẫn sẽ quay quanh nó như bình thường Lực hấp dẫn sẽ không thay đổi chỉ vì đó là một hố đen Các nhà khoa học đã phát hiện ra hai loại lỗ đen chính Loại đầu tiên được gọi là lỗ đen khối lượng sao, và chúng thường nặng hơn mặt trời của chúng ta khoảng 5 đến 50 lần. Loại thứ 2 là lỗ đen siêu lớn, cực kỳ lớn luôn. Một số nặng hơn mặt trời từ 100.000 đến thậm chí hàng tỷ lần. Cũng có thể có các lỗ đen cỡ trung bình, giống như loại ở giữa, nhưng chưa ai tìm thấy một lỗ đen như thế để biết chắc chắn. Các lỗ đen khối lượng sao có thể hình thành khi 2 sao neutron va chạm vào nhau. Ngoài ra, hai lỗ đen nhỏ hơn có thể hợp nhất với nhau và tạo thành một lỗ đen lớn hơn. Đó là một cách lỗ đen phát triển, nhưng các lỗ đen siêu khối lượng vẫn là một bí ẩn lớn. Các nhà khoa học không chắc chắn chính xác vũ trụ tạo ra các lỗ đen lớn như thế nào.