Một ngôi sao giống như mặt trời nằm trong thiên hà cách chúng ta khoảng 500 triệu năm ánh sáng đang dần bị lỗ đen nuốt chửng. Mỗi khi nó đến gần một lỗ đen, nó sẽ thải ra vật chất tương đương với ba khối lượng Trái đất.

Một vụ nổ tia X khổng lồ được phát hiện bởi các nhà thiên văn học tại Đại học Leicester cho thấy khối lượng gấp ba lần Trái đất đang bị đốt cháy trong một lỗ đen. Trong một thiên hà gần đó, một ngôi sao giống như mặt trời đang dần bị một lỗ đen nhỏ háu ăn nuốt chửng, mất đi ba khối lượng vật chất Trái đất sau mỗi lần tiếp cận.

Khám phá của các nhà thiên văn học tại Đại học Leicester, được công bố trên tạp chí Thiên văn học Tự nhiên vào ngày 7 tháng 9, cung cấp một "mắt xích còn thiếu" trong hiểu biết của chúng ta về các lỗ đen làm gián đoạn các ngôi sao quay quanh quỹ đạo. Nó gợi ý rằng một số lượng lớn các ngôi sao đang bị nuốt chửng nhưng vẫn chưa được khám phá. Nhóm nghiên cứu đã nhận được sự hỗ trợ từ Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh và Hội đồng Cơ sở Khoa học và Công nghệ Vương quốc Anh (STFC).

Chi tiết được phát hiện

Các nhà thiên văn học bị đánh thức bởi một tia X sáng rực rỡ dường như đến từ trung tâm của thiên hà gần đó 2MASXJ02301709+2836050, cách Dải Ngân hà khoảng 500 triệu năm ánh sáng. Được đặt tên là Swift J0230, nó được các nhà khoa học phát hiện lần đầu tiên bằng cách sử dụng một công cụ mới được phát triển tại Đài quan sát Swift của Neil Gehrels. Họ nhanh chóng sắp xếp các quan sát Swift tiếp theo về nó và nhận thấy rằng nó không phân rã dần như mong đợi mà sẽ tỏa sáng rực rỡ trong 7-10 ngày rồi đột ngột tắt, lặp lại quá trình này khoảng 25 ngày một lần.

Hình ảnh quang học về một thiên hà trải qua một sự kiện mới, được lấy từ dữ liệu PanSTARRS đã lưu trữ. Vật thể tia X nằm ở đâu đó trong vòng tròn màu trắng, có kích thước bằng đầu đinh cách xa 100 mét. Cũng hiển thị là vị trí của một siêu tân tinh 2 tuổi. Nguồn: Daniele B. Malesani/PanSTARRS

Kết nối những mảnh còn thiếu

Hành vi tương tự đã được quan sát thấy trong cái gọi là các vụ nổ bán chu kỳ và các vụ nổ chuyển tiếp hạt nhân định kỳ, trong đó vật chất của một ngôi sao bị xé toạc bởi một vụ nổ lỗ đen khi nó quay gần nó, nhưng chúng khác nhau về tần số của các vụ nổ và liệu các vụ nổ xảy ra chủ yếu ở tia X hay ánh sáng quang học. Tính đều đặn của bức xạ Swift J0230 nằm ở đâu đó ở giữa, cho thấy đây là "liên kết còn thiếu" giữa hai loại vụ nổ.

Sử dụng các mô hình được đề xuất cho hai loại sự kiện này làm hướng dẫn, các nhà khoa học kết luận rằng vụ nổ của Swift J0230 đại diện cho một ngôi sao có kích thước tương tự như mặt trời của chúng ta đang quay quanh một quỹ đạo hình elip xung quanh một lỗ đen khối lượng thấp ở trung tâm thiên hà. Khi quỹ đạo của ngôi sao tiếp cận lực hấp dẫn mạnh mẽ của lỗ đen, vật chất tương đương với ba khối lượng Trái đất bị tách ra khỏi bầu khí quyển của ngôi sao và nóng lên khi nó rơi vào lỗ đen. Nhiệt độ cao khoảng 2 triệu độ C giải phóng một lượng lớn tia X, lần đầu tiên được vệ tinh Swift thu được.

Hình ảnh X-quang của cùng một vị trí trên bầu trời trước (trái) và sau (phải) vụ nổ của Swift J0230. Những hình ảnh được chụp bằng kính viễn vọng tia X trên vệ tinh Swift. Nguồn hình ảnh: Phil Evans (Đại học Leicester)/NASASwift

Thông tin chuyên sâu

Tác giả chính, Tiến sĩ Phil Evans, từ Trường Vật lý và Thiên văn học tại Đại học Leicester, cho biết: "Đây là lần đầu tiên chúng ta thấy một ngôi sao như Mặt trời liên tục bị xé nát và nuốt chửng bởi một lỗ đen khối lượng thấp. Bản thân cái gọi là sự kiện 'gián đoạn thủy triều một phần lặp đi lặp lại' là một khám phá khá mới và dường như nó được chia thành hai loại: những sự kiện phun trào vài giờ một lần và những sự kiện phun trào mỗi năm hoặc lâu hơn.

Tiến sĩ Rob Eyles-Ferris, người làm việc với Tiến sĩ Evans trên vệ tinh Swift, gần đây đã hoàn thành bằng tiến sĩ tại Đại học Leicester, nghiên cứu về sự hủy diệt của các ngôi sao bởi lỗ đen. "Trong hầu hết các hệ thống mà chúng ta từng thấy trước đây, ngôi sao đã bị phá hủy hoàn toàn," ông giải thích. "Swift J0230 là một bổ sung mới thú vị cho danh mục các ngôi sao bị phá hủy một phần vì nó cho chúng ta thấy rằng cả hai loại sao đều đã được phát hiện." khám phá

Kim từ Đại học Leicester, Tiến sĩ Page, người tham gia phân tích dữ liệu cho nghiên cứu, cho biết: "Vì chúng tôi đã phát hiện ra Swift J0230 trong vòng vài tháng kể từ khi ra mắt công cụ săn tìm tạm thời mới, chúng tôi hy vọng sẽ còn nhiều vật thể như vậy nữa để khám phá. "

Tiến sĩ Chris Nixon là nhà vật lý thiên văn lý thuyết, người mới chuyển đến Đại học Leeds từ Đại học Leicester. Ông đang dẫn đầu việc giải thích lý thuyết cho sự kiện này. Nghiên cứu của ông được tài trợ bởi Hội đồng Cơ sở Khoa học và Công nghệ Vương quốc Anh và Quỹ tín thác Leverhulm.

Họ ước tính rằng lỗ đen có kích thước khoảng 10.000 đến 10.000 đến Khối lượng gấp 100.000 lần mặt trời, khá nhỏ đối với các lỗ đen siêu lớn thường được tìm thấy ở trung tâm các thiên hà. Lỗ đen ở trung tâm thiên hà của chúng ta được cho là có khối lượng gấp 4 triệu lần khối lượng mặt trời, trong khi hầu hết các lỗ đen có khối lượng khoảng 100 triệu lần khối lượng mặt trời

TAGPH 17Đây là khám phá đầu tiên sử dụng máy dò thoáng qua mới của vệ tinh Swift, được phát triển bởi Đại học Leicester. nhóm và chạy trên máy tính của họ. Khi một sự kiện cực đoan xảy ra, nó sẽ gây ra các vụ nổ tia X ở những khu vực trên bầu trời trước đây không có tia X. Các nhà thiên văn học gọi chúng là sự chuyển tiếp của tia X thiên văn, mặc dù những sự kiện nhất thời này báo hiệu sự khởi đầu của các sự kiện cực đoan, nhưng chúng không dễ phát hiện, ít nhất là không nhanh chóng, vì vậy công cụ mới này được phát triển để tìm kiếm các loại sự kiện nhất thời mới trong thời gian thực. nói thêm: "Các vật thể thuộc loại này phần lớn không thể bị phát hiện cho đến khi chúng tôi xây dựng cơ sở mới này và nhanh chóng phát hiện ra sự kiện mới, chưa từng thấy trước đây. Swift đã gần 20 tuổi và đột nhiên khám phá ra những điều hoàn toàn mới mà chúng ta chưa từng biết đến. Tôi nghĩ điều này cho thấy rằng mỗi khi bạn tìm ra một cách nhìn mới về không gian, bạn lại học được điều gì đó mới và nhận ra rằng có điều gì đó ở đó mà trước đây bạn chưa biết. "

Hợp tác quốc tế và triển vọng tương lai

Nhà khoa học trưởng Bộ phận Vũ trụ của Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh, Tiến sĩ Caroline Harper cho biết:"Đây là một khám phá thú vị khác từ sứ mệnh Swift hàng đầu thế giới - mỗi khi một ngôi sao giống như mặt trời quay đủ gần, một lỗ đen khối lượng thấp sẽ cắn nó. "

Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh đã hợp tác với NASA trong sứ mệnh này trong nhiều năm; Vương quốc Anh đã dẫn đầu việc phát triển phần cứng cho hai thiết bị khoa học quan trọng và cung cấp hỗ trợ cho Trung tâm Dữ liệu Khoa học cung cấp Tài trợ Swift và chúng tôi tiếp tục hỗ trợ trung tâm khi chúng tôi mong muốn tìm hiểu thêm về các vụ nổ tia gamma trên khắp vũ trụ và các sự kiện quy mô lớn gây ra chúng

.