Các nhà thiên văn học đã xem xét chi tiết một sự kiện vũ trụ hiếm hoi và cực kỳ dữ dội do một ngôi sao không may mạo hiểm đến quá gần một hố đen siêu lớn. Nhóm nghiên cứu đằng sau nghiên cứu này hy vọng có thể tiết lộ thêm về cách các sự kiện như vậy, được gọi là "sự kiện gián đoạn thủy triều" hoặc "TDE", ảnh hưởng đến quá trình tiến hóa của các thiên hà chủ của chúng.
Những trận chiến tàn khốc giữa các thiên thể sao và lực hấp dẫn khổng lồ của các hố đen có khối lượng gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần so với mặt trời dẫn đến việc các ngôi sao bị xé nát và đưa vào các hố đen. Sự ăn thịt lẫn nhau trong vũ trụ này gây ra các vụ nổ ánh sáng có thể làm lu mờ ánh sáng kết hợp của mọi ngôi sao trong thiên hà chủ của TDE, cảnh báo các nhà khoa học về cái chết đẫm máu của các ngôi sao.
TDE cụ thể này được chỉ định là AT 2022wtn và xảy ra trong một thiên hà cách xa khoảng 700 triệu năm ánh sáng. Thiên hà này đang trong giai đoạn đầu của quá trình hợp nhất với một trong những thiên hà láng giềng của nó.
Thiên hà chứa TDE được gọi là SDSSJ232323.79+104107.7 và là thiên hà nhỏ hơn trong hai thiên hà va chạm. Thiên hà còn lại hòa lẫn trong vụ sáp nhập này lớn hơn ít nhất mười lần so với SDSSJ232323.79+104107.7.
Người ta cho rằng hai thiên hà trong hệ thống sáp nhập này đã thực hiện một cú lướt gần đến nhau.
Đây chỉ là lần thứ hai phát hiện ra TDE trong các thiên hà tương tác. Điều đó trái ngược với một lý thuyết thịnh hành rằng các giai đoạn đầu của sự hợp nhất tạo ra loại điều kiện thuận lợi cho những sự kiện tàn khốc này.
Tuy nhiên, mặc dù rõ ràng là một ví dụ về một lỗ đen siêu lớn xé toạc một ngôi sao, vẫn có một số khía cạnh bất thường của AT 2022wtn khiến nó khác biệt với các TDE khác.
"Đây là một sự kiện kỳ lạ. Đường cong ánh sáng của nó được đặc trưng bởi một điểm ổn định ở pha sáng cực đại, kéo dài khoảng 30 ngày, kèm theo nhiệt độ giảm mạnh và một chuỗi quang phổ cho thấy sự phát triển của hai vạch phát xạ tương ứng với bước sóng của heli và nitơ", Francesca Onori, trưởng nhóm nghiên cứu và Viện Vật lý thiên văn quốc gia (INAF), cho biết trong một tuyên bố. "Một điều mà chúng tôi chưa bao giờ quan sát được rõ ràng như vậy".
Giống như tất cả các TDE, AT 2022wtn sẽ bắt đầu khi quỹ đạo của một ngôi sao xấu số đưa nó đến quá gần lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà chủ của nó.
Điều này dẫn đến ảnh hưởng hấp dẫn cực lớn của lỗ đen tạo ra lực thủy triều cực lớn bên trong ngôi sao. Các lực này nén ngôi sao theo chiều ngang trong khi kéo giãn nó theo chiều dọc, một quá trình được gọi đầy màu sắc là "spaghettification".
Một số mảnh vỡ sao tạo thành quấn quanh hố đen siêu lớn có sức hủy diệt như mì spaghetti thực sự quấn quanh một cái nĩa, tạo thành một đám mây plasma dẹt xoáy được gọi là đĩa bồi tụ.
Không phải tất cả vật chất từ ngôi sao bị phá hủy đều rơi xung quanh hố đen và cuối cùng vào Tuy nhiên, một lượng lớn vật chất của các ngôi sao bị thổi bay ra ngoài dưới dạng luồng chảy mạnh, tốc độ cao hoặc tia phản lực.
Trong trường hợp của AT 2022wtn, các luồng chảy này tạo ra một bức xạ vô tuyến ngắn và sáng từ TDE và những thay đổi cực độ về vận tốc của các nguyên tố phát sáng xung quanh sự kiện.
Điều này cũng chỉ ra rằng ngôi sao đã bị phá hủy hoàn toàn do TDE này và ngoài đĩa bồi tụ, sự kiện ăn thịt lẫn nhau trong vũ trụ đã tạo ra một "bong bóng" hình cầu đang mở rộng của khí bị đẩy ra.
Các câu chuyện liên quan:
— Hố đen tự thông báo với các nhà thiên văn học bằng cách xé toạc một ngôi sao một cách dữ dội
— Cái chết đẫm máu của một ngôi sao khổng lồ do hố đen là sự kiện lớn nhất và sáng nhất cùng loại
— Ngôi sao thoát khỏi siêu khối lượng háu đói lỗ đen, bỏ lại người bạn đồng hành là các ngôi sao của nó
"Chúng tôi cũng tìm thấy dấu vết rõ ràng về động lực của vật chất xung quanh trong một số vạch phát xạ cho thấy các đặc điểm phù hợp với sự lan truyền nhanh ra bên ngoài", Onori cho biết. "Nhờ chiến dịch giám sát của mình, chúng tôi đã có thể đề xuất một cách giải thích về nguồn gốc của bức xạ được quan sát: AT2022wtn đã tạo ra sự hình thành nhanh chóng của đĩa xung quanh lỗ đen và sau đó là sự trục xuất một phần vật chất của sao.
"Kết quả này đặc biệt có liên quan, vì nguồn sáng khả kiến và các điều kiện vật lý của khu vực mà nó xuất phát, trong TDE, vẫn đang được nghiên cứu."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào ngày 23 tháng 5 trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hội Thiên văn học Hoàng gia.
Những trận chiến tàn khốc giữa các thiên thể sao và lực hấp dẫn khổng lồ của các hố đen có khối lượng gấp hàng triệu hoặc thậm chí hàng tỷ lần so với mặt trời dẫn đến việc các ngôi sao bị xé nát và đưa vào các hố đen. Sự ăn thịt lẫn nhau trong vũ trụ này gây ra các vụ nổ ánh sáng có thể làm lu mờ ánh sáng kết hợp của mọi ngôi sao trong thiên hà chủ của TDE, cảnh báo các nhà khoa học về cái chết đẫm máu của các ngôi sao.
TDE cụ thể này được chỉ định là AT 2022wtn và xảy ra trong một thiên hà cách xa khoảng 700 triệu năm ánh sáng. Thiên hà này đang trong giai đoạn đầu của quá trình hợp nhất với một trong những thiên hà láng giềng của nó.
Thiên hà chứa TDE được gọi là SDSSJ232323.79+104107.7 và là thiên hà nhỏ hơn trong hai thiên hà va chạm. Thiên hà còn lại hòa lẫn trong vụ sáp nhập này lớn hơn ít nhất mười lần so với SDSSJ232323.79+104107.7.
Người ta cho rằng hai thiên hà trong hệ thống sáp nhập này đã thực hiện một cú lướt gần đến nhau.
Đây chỉ là lần thứ hai phát hiện ra TDE trong các thiên hà tương tác. Điều đó trái ngược với một lý thuyết thịnh hành rằng các giai đoạn đầu của sự hợp nhất tạo ra loại điều kiện thuận lợi cho những sự kiện tàn khốc này.
Cách một ngôi sao trở thành mì spaghetti sao
AT 2022wtn lần đầu tiên được các nhà thiên văn học tại Cơ sở tạm thời Zwicky (ZTF) chú ý, với các cuộc điều tra sâu hơn về các bước sóng ánh sáng từ vô tuyến đến hồng ngoại và thậm chí cả tia X, đã tiết lộ bản chất của nó là một TDE. Các nhà thiên văn học đã có thể xác định rằng lỗ đen liên quan đến TDE này có khối lượng bằng khoảng 1 triệu mặt trời, trong khi bữa ăn sao của nó là một ngôi sao có khối lượng thấp.Tuy nhiên, mặc dù rõ ràng là một ví dụ về một lỗ đen siêu lớn xé toạc một ngôi sao, vẫn có một số khía cạnh bất thường của AT 2022wtn khiến nó khác biệt với các TDE khác.
"Đây là một sự kiện kỳ lạ. Đường cong ánh sáng của nó được đặc trưng bởi một điểm ổn định ở pha sáng cực đại, kéo dài khoảng 30 ngày, kèm theo nhiệt độ giảm mạnh và một chuỗi quang phổ cho thấy sự phát triển của hai vạch phát xạ tương ứng với bước sóng của heli và nitơ", Francesca Onori, trưởng nhóm nghiên cứu và Viện Vật lý thiên văn quốc gia (INAF), cho biết trong một tuyên bố. "Một điều mà chúng tôi chưa bao giờ quan sát được rõ ràng như vậy".
Giống như tất cả các TDE, AT 2022wtn sẽ bắt đầu khi quỹ đạo của một ngôi sao xấu số đưa nó đến quá gần lỗ đen siêu lớn ở trung tâm thiên hà chủ của nó.
Điều này dẫn đến ảnh hưởng hấp dẫn cực lớn của lỗ đen tạo ra lực thủy triều cực lớn bên trong ngôi sao. Các lực này nén ngôi sao theo chiều ngang trong khi kéo giãn nó theo chiều dọc, một quá trình được gọi đầy màu sắc là "spaghettification".
Một số mảnh vỡ sao tạo thành quấn quanh hố đen siêu lớn có sức hủy diệt như mì spaghetti thực sự quấn quanh một cái nĩa, tạo thành một đám mây plasma dẹt xoáy được gọi là đĩa bồi tụ.
Không phải tất cả vật chất từ ngôi sao bị phá hủy đều rơi xung quanh hố đen và cuối cùng vào Tuy nhiên, một lượng lớn vật chất của các ngôi sao bị thổi bay ra ngoài dưới dạng luồng chảy mạnh, tốc độ cao hoặc tia phản lực.
Trong trường hợp của AT 2022wtn, các luồng chảy này tạo ra một bức xạ vô tuyến ngắn và sáng từ TDE và những thay đổi cực độ về vận tốc của các nguyên tố phát sáng xung quanh sự kiện.
Điều này cũng chỉ ra rằng ngôi sao đã bị phá hủy hoàn toàn do TDE này và ngoài đĩa bồi tụ, sự kiện ăn thịt lẫn nhau trong vũ trụ đã tạo ra một "bong bóng" hình cầu đang mở rộng của khí bị đẩy ra.
Các câu chuyện liên quan:
— Hố đen tự thông báo với các nhà thiên văn học bằng cách xé toạc một ngôi sao một cách dữ dội
— Cái chết đẫm máu của một ngôi sao khổng lồ do hố đen là sự kiện lớn nhất và sáng nhất cùng loại
— Ngôi sao thoát khỏi siêu khối lượng háu đói lỗ đen, bỏ lại người bạn đồng hành là các ngôi sao của nó
"Chúng tôi cũng tìm thấy dấu vết rõ ràng về động lực của vật chất xung quanh trong một số vạch phát xạ cho thấy các đặc điểm phù hợp với sự lan truyền nhanh ra bên ngoài", Onori cho biết. "Nhờ chiến dịch giám sát của mình, chúng tôi đã có thể đề xuất một cách giải thích về nguồn gốc của bức xạ được quan sát: AT2022wtn đã tạo ra sự hình thành nhanh chóng của đĩa xung quanh lỗ đen và sau đó là sự trục xuất một phần vật chất của sao.
"Kết quả này đặc biệt có liên quan, vì nguồn sáng khả kiến và các điều kiện vật lý của khu vực mà nó xuất phát, trong TDE, vẫn đang được nghiên cứu."
Nghiên cứu của nhóm đã được công bố vào ngày 23 tháng 5 trên tạp chí Thông báo hàng tháng của Hội Thiên văn học Hoàng gia.
