Phát hiện vụ va chạm khủng khiếp giữa lỗ đen và sao neutron

Theo Gizmodo, các máy dò sóng hấp dẫn đã phát hiện một vụ va chạm khủng khiếp giữa 2 vật thể khối lượng bằng Mặt trời nhưng có kích thước chỉ bằng một thành phố, với tỷ trọng vật chất vô cùng lớn. Không dừng lại ở đó, các nhà khoa học cho rằng họ có thể đã đo được thứ gì đó thậm chí còn kỳ lạ hơn việc các ngôi sao va vào nhau.

Sau khi khởi động một tháng trước để chuẩn bị cho lần quan sát thứ ba, Virgo và hai đài quan sát sóng hấp dẫn LIGO khác đã đo được 5 tín hiệu sóng hấp dẫn tiềm năng. Chúng bao gồm 3 va chạm giữa các lỗ đen, một cặp sao neutron va chạm và thậm chí có thể là một sao neutron chạm mặt một lỗ đen.

Cung cấp nhiều thông tin quan trọng

Các nhà khoa học đang công bố những phát hiện của mình theo thời gian thực để giới thiên văn học trên thế giới có thể theo dõi ngay lập tức bằng quan sát riêng.

“Chúng tôi hy vọng sẽ có nhiều nghiên cứu hơn về quy luật tự nhiên và vũ trụ trong quan sát mới nhất này”, Jess McIver, nghiên cứu sinh về vật lý thực nghiệm tại Phòng thí nghiệm LIGO thuộc Caltech ở Pasadena, Mỹ cho biết.

Sau khi quan sát được sóng hấp dẫn từ những lỗ đen va chạm, LIGO và Virgo giờ đây thường xuyên đo nhiễu loạn hấp dẫn từ các vụ nổ tia gamma. Những gợn sóng đi qua đài quan sát LIGO và Virgo làm phân tách thành các chùm tia laser (chùm tia song song), đi xuống các ống dài và tập hợp thành những chùm tia trên máy dò.

Một sóng hấp dẫn sẽ làm cho một trong các đường laser thay đổi, tạo ra những mẫu giao thoa ở kích thước hạ nguyên tử sau khi các chùm tia được hợp nhất.

Va chạm lỗ đen vẫn thường được quan sát, trong khi va chạm sao neutron còn tạo ra một loạt kết quả khoa học thú vị. Vụ nổ giữa 2 ngôi sao neutron được gọi là kilonova cung cấp năng lượng cần thiết để tạo ra các nguyên tố nặng hơn sắt. Ngay cả Hệ Mặt trời chúng ta cũng có thể đã chịu ảnh hưởng từ những sóng năng lượng này.

Những va chạm này cũng được dùng để đo tốc độ vũ trụ giãn nở nhanh như thế nào. Bằng cách so sánh bước sóng của ánh sáng nhấp nháy từ vụ nổ thu được với khoảng cách mà sóng hấp dẫn phải truyền tới Trái đất, người ta tính được không gian đã giãn nở ra nhanh bao nhiêu.

Các nhà khoa học của LIGO và Virgo đã có bằng chứng về một vụ va chạm sao neutron vào ngày 25-4 vừa qua. Nhưng các máy dò chưa bao giờ phát hiện ra một lỗ đen va chạm với một ngôi sao neutron.

Một ngày sau, ngày 26-4, cỗ máy tìm thấy một tín hiệu lạ. Phát hiện này có thể hữu ích theo nhiều cách. Vì là vụ va chạm đầu tiên theo loại này được quan sát, nó chắc chắn sẽ có những đặc trưng riêng.

Bằng chứng về một vụ va chạm khủng khiếp

"Loại va chạm này có thể giúp các nhà khoa học giải thích sự hình thành các lỗ đen, chiều quay các lỗ này, thậm chí là cách mới để đo lường sự giãn nở vũ trụ", Salvatore Vitale, trợ lý Giáo sư tại Phòng thí nghiệm LIGO của MIT cho biết.

Hiện tại, các nhà khoa học đo lường tốc độ vũ trụ đang giãn nở theo nhiều cách khác nhau và chưa có sự thống nhất. Do đó, bất kỳ phép đo độc lập bổ sung nào cũng là hữu ích.

Edo Berger, Giáo sư tại Đại học Harvard cho rằng, theo dõi tất cả các tín hiệu hấp dẫn đã và sẽ tiếp tục là thách thức do các nhiễu loạn. Hiện ông cảm thấy rằng có một số dữ liệu sóng hấp dẫn có khả năng sai lệch.

Ông đồng ý rằng càng nhiều thông tin thu thập được sẽ càng giúp hiểu rõ hơn về sự kiện tiếp theo. Tuy nhiên Edo cũng cảnh báo phát hiện vào ngày 26-4 nhiều nguy cơ là một báo động sai.

Các vụ va chạm sao neutron có thể xảy ra mỗi tháng, trong khi va chạm lỗ đen thậm chí còn thường xuyên hơn. Nhiều dữ liệu thu thập được sẽ cho chúng ta biết rõ hơn về những sự kiện này.

Hiện tại, các máy dò sóng hấp dẫn sẽ nhận được bản nâng cấp tiếp theo vào cuối đợt quan sát này, khoảng mùa Xuân năm 2020. Một máy dò của Nhật Bản, KAGRA, cũng sẽ tham gia nhóm dò.