Các lỗ đen từ lâu đã khiến các nhà thiên văn bối rối với những vụ nổ sóng vô tuyến bị trì hoãn có thể xuất hiện hàng tháng hoặc hàng năm sau khi một ngôi sao bị tiêu diệt. Nghiên cứu mới cho thấy một lỗ đen siêu lớn có thể tiếp tục thay đổi rất lâu sau sự kiện gián đoạn thủy triều (TDE), giúp giải thích những vụ ợ vũ trụ bất thường này.
Nghiên cứu cho thấy tín hiệu vô tuyến có thời gian muộn phụ thuộc vào cách lỗ đen truyền năng lượng theo thời gian. Bằng cách phân tích các quan sát trong nhiều thập kỷ, các nhà nghiên cứu đã liên kết các vụ nổ vô tuyến bị trì hoãn với việc thay đổi điều kiện ăn uống, đưa ra lời giải thích rõ ràng hơn về hành vi mà các mô hình lỗ đen trước đó không thể giải thích đầy đủ.
Điều gì xảy ra khi một ngôi sao rơi vào hố đen siêu lớn
Sự kiện gián đoạn thủy triều xảy ra khi một ngôi sao di chuyển quá gần một lỗ đen siêu lớn. Lực hấp dẫn của lỗ đen xé nát ngôi sao thông qua một quá trình gọi là quá trình spaghetti hóa, để lại một dòng khí và mảnh vụn.
Khi lỗ đen hút máu, một số vật chất bị nuốt chửng trong khi một số bị đẩy trở lại không gian. Tốc độ cho ăn cũng có thể thay đổi đáng kể theo thời gian, nhanh hơn hoặc chậm hơn khi sự kiện diễn ra.
Những thay đổi này có thể kích hoạt các đợt bùng phát sóng vô tuyến bị trì hoãn rất lâu sau khi đợt bùng phát ban đầu mờ dần. Khi các mảnh vụn bị đẩy ra va chạm với khí xung quanh, sóng xung kích sẽ hình thành và tạo ra các tín hiệu vô tuyến được gọi là ợ vũ trụ.
Tại sao lỗ đen tạo ra tiếng nổ vũ trụ vào những thời điểm khác nhau
Các nhà nghiên cứu nhận thấy rằng ợ vũ trụ không đến từ một mô hình cung cấp năng lượng cho lỗ đen. Các vụ nổ sóng vô tuyến bị trì hoãn có thể xuất hiện khi các lỗ đen đang hấp thụ cực nhanh hoặc khi tốc độ hấp thụ của chúng chậm lại đáng kể.
Để điều tra hành vi này, các nhà khoa học đã nghiên cứu hàng chục sự kiện gián đoạn thủy triều bằng cách sử dụng các quan sát từ Karl G. Jansky Very Large Array cùng với dữ liệu quang học, tia cực tím và tia X. Điều này cho phép họ theo dõi những thay đổi trong việc cho ăn theo thời gian.
Nghiên cứu cho thấy một số khí đi vào sẽ bị thải ra ngoài thay vì tiêu thụ. Khi vật liệu này va chạm với khí xung quanh, nó tạo ra sóng xung kích tạo ra các vụ nổ vô tuyến, giải thích cho hiện tượng ợ hơi vũ trụ bị trì hoãn.
Làm thế nào các nhà thiên văn học có thể dự đoán lỗ đen nào sẽ bùng phát sau này
Các nhà thiên văn học phát hiện ra rằng một số sự kiện gián đoạn thủy triều nhất định có thể tiết lộ sớm những đợt ợ hơi vũ trụ trong tương lai. Một trong những manh mối mạnh mẽ nhất là sự hiện diện của các vạch phát xạ helium, cho thấy các mảnh vụn của sao mất nhiều thời gian hơn để lắng xuống xung quanh một lỗ đen siêu lớn và sau đó có thể tạo ra các vụ nổ sóng vô tuyến bị trì hoãn.
Những phát hiện này có thể giúp các nhà nghiên cứu tập trung vào các hệ thống hứa hẹn nhất thay vì theo dõi mọi sự kiện trong nhiều năm. Các nhà khoa học tin rằng quá trình tương tự diễn ra trên nhiều kích cỡ lỗ đen, khiến các sự kiện giàu heli trở thành mục tiêu hữu ích để dự đoán hoạt động vô tuyến trong tương lai.
Một cái nhìn mới về hành vi kiếm ăn muộn của lỗ đen
Nghiên cứu mới cho thấy các lỗ đen không tuân theo một mốc thời gian duy nhất để tạo ra các vụ ợ vũ trụ sau khi tiêu thụ một ngôi sao. Thay vào đó, các vụ nổ sóng vô tuyến bị trì hoãn có liên quan đến việc thay đổi tốc độ cung cấp và dịch chuyển các dòng khí xung quanh một lỗ đen siêu lớn, khiến các sự kiện gián đoạn thủy triều trở nên phức tạp hơn chúng ta từng nghĩ.
Bằng cách kết hợp dữ liệu vô tuyến, quang học, tia cực tím và tia X, các nhà thiên văn học đã liên kết hành vi kiếm ăn với lượng phát thải muộn hơn một cách rõ ràng hơn. Điều này giúp giải thích những câu đố tồn tại từ lâu và cung cấp cho các nhà khoa học một cách tốt hơn để dự đoán lỗ đen nào có thể tạo ra các vụ nổ vô tuyến trong tương lai.
Nguồn ScienceTimes