Phát hiện lỗ đen khổng lồ trong dải Ngân Hà, thách thức mọi lý thuyết

Theo South China Morning Post, các nhà khoa học tại Đài Quan sát Thiên văn Quốc gia Trung Quốc vừa tìm ra một lỗ đen với khối lượng lớn gấp 70 lần Mặt Trời, ngay bên trong dải Ngân Hà. Lỗ đen này được gọi là LB-1. 

"Chúng tôi đã quá sốc và không thể tin nổi những gì mình nhìn thấy", nhà nghiên cứu Liu Jifeng nói trong buổi họp báo tại Bắc Kinh.

Chuyên gia Jifeng cho biết ông và các đồng nghiệp đã kiểm chứng với các nhà thiên văn học trên khắp thế giới. Sau 3 năm kiểm tra lại, họ mới công bố khám phá của mình trên tạp chí khoa học Nature.

Lỗ đen LB-1 thách thức mọi lý thuyết về quá trình tiến hóa của các ngôi sao. Ảnh: AFP.

Lẽ ra không thể tồn tại

Theo lý thuyết thiên văn hiện tại, những ngôi sao trên không gian được cấu tạo từ nhiều thành tố, bao gồm khí và kim loại nặng. Phản ứng nhiệt hạch bên trong lõi của các ngôi sao này sẽ kết hợp các hạt nhẹ thành hạt nặng hơn, đồng thời giải phóng năng lượng rất lớn.

Nhưng theo công thức nổi tiếng E=mc² của Einstein, khối lượng của một ngôi sao giảm đi khi vật chất chuyển đổi thành năng lượng. Sau thời gian kéo dài nhiều tỷ năm, ngôi sao sẽ mất dần năng lượng và sụp đổ dưới khối lượng của chính nó, và trở thành một lỗ đen.

Về lý thuyết, một ngôi sao có kích thước tương tự Mặt Trời của chúng ta không thể tạo ra lỗ đen có kích thước khổng lồ như LB-1. Năm 2015, các nhà khoa học phát hiện ra sóng hấp dẫn, từ đó tìm ra bằng chứng cho thấy sự tồn tại của một lỗ đen lớn gấp 60 lần Mặt Trời. 

Tuy nhiên lỗ đen GW150914 nằm ở một khu vực xa xôi trong vũ trụ, các ngôi sao tại đó hoạt động với những quy luật rất khác so với Mặt Trời của chúng ta. Nhiều chuyên gia tin rằng GW150914 được hình thành từ quá trình hai lỗ đen "sáp nhập" làm một.

Lỗ đen vẫn là thách thức lớn đối với các nhà khoa học. Ảnh: Science Daily.

Sự tồn tại của LB-1 ngay trong dải Ngân Hà chắc chắn phải khiến giới thiên văn học tư duy lại và cho thấy cho thấy có lỗ hổng trong lý thuyết về sự tiến hóa của các ngôi sao.

"Không thể giải thích sự tồn tại của lỗ đen này với khối lượng ban đầu của nó, gió sao (quá trình ngôi sao thất thoát vật chất) hay phản ứng nhiệt hạch. Nó làm thay đổi quan niệm của chúng ta về quá trình tiến hóa của các ngôi sao và sự hình thành lỗ đen", giáo sư thiên văn Li Xiangdong thuộc Đại Học Nam Kinh khẳng định. 

Phát hiện vĩ đại

"Theo những mô hình về tiến hóa của sao, những lỗ đen có khối lượng lớn như vậy đúng ra không thể tồn tại trong thiên hà của chúng ta. Chúng ta cho rằng những ngôi sao lớn trong thiên hà sẽ phóng thích dần các loại khí khi chúng gần hết vòng đời", chuyên gia Liu Jifeng nói.

"Do vậy, kích thước còn lại không thể lớn như vậy. LB-1 lớn gấp đôi những gì chúng tôi tính toán. Các nhà vật lý lý thuyết sẽ phải tìm cách giải thích sự hình thành của nó", ông nhấn mạnh.

Các nhà khoa học Trung Quốc tìm thấy lỗ đen này nhờ sử dụng hệ thống kính thiên văn quét thiên hà lớn nhất thế giới, nằm ở tỉnh Hà Bắc. Hệ thống này bao gồm 4.000 kính nhỏ, mỗi kính có thể tập trung vào một mục tiêu riêng trên bầu trời.

Trước đó, các nhà khoa học cho rằng một lỗ đen khổng lồ chỉ có thể hình thành khi hai lỗ đen nhỏ hơn va chạm và nhập vào làm một, tạo ra các sóng hấp dẫn. Ảnh: Swinburne Astronomy Productions.

Những quan sát từ Tây Ban Nha và Mỹ cũng cho thấy một ngôi sao với kích thước gấp 8 lần Mặt Trời, cách Trái Đất 15.000 năm ánh sáng cũng thường xuyên di chuyển quanh một vật thể mà các nhà khoa học dự đoán là lỗ đen.

"Đây là một phát hiện vĩ đại. Tôi cảm thấy thực sự may mắn khi sống đúng trong thời đại của những phát hiện như vậy", Bangalore Sathyaprakash - giáo sư ngành thiên văn học tại Đại học Penn State - cho biết.

Tiến sĩ David Reitze, Giám đốc Phòng Thí nghiệm LIGO của Học viện Công nghệ California (Caltech), cũng là nơi có phát hiện đầu tiên về sóng hấp dẫn, cho rằng LB-1 có tầm quan trọng tương đương.

"Việc phát hiện một lỗ đen nặng gấp 70 lần Mặt Trời ngay trong thiên hà của chúng ta khiến chúng ta phải kiểm tra lại những mô hình tiến hóa tạo lỗ đen hiện tại. Kết quả này, cùng phát hiện của LIGO-Virgo về va chạm 2 lỗ đen cách đây 4 năm có thể dẫn đến một sự phục hưng về vật lý học lỗ đen", tiến sĩ Reitze dự báo.

Theo zing.vn