Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Sáp nhập giữa các lỗ đen và sao neutron trong các cụm sao dày đặc khá không giống với các sao hình thành ở các khu vực biệt lập nơi ít ngôi sao. Các đặc điểm liên quan của chúng có thể rất quan trọng đối với việc nghiên cứu sóng hấp dẫn và nguồn của chúng.
Sáp nhập giữa các lỗ đen và sao neutron trong các cụm sao dày đặc khá không giống với các sao hình thành ở các khu vực biệt lập nơi ít ngôi sao. Các đặc điểm liên quan của chúng có thể rất quan trọng đối với việc nghiên cứu sóng hấp dẫn và nguồn của chúng. Tiến sĩ Manuel Arca Sedda thuộc Viện tính toán thiên văn tại Đại học Heidelberg đã đi đến kết luận này trong một nghiên cứu sử dụng mô phỏng máy tính. Nghiên cứu có thể đưa ra những hiểu biết quan trọng về sự hợp nhất của hai vật thể sao khổng lồ mà các nhà thiên văn học quan sát được vào năm 2019. Những phát hiện được công bố trên tạp chí Vật lý Truyền thông (Communications Physics).
Những ngôi sao nặng hơn nhiều so với mặt trời của chúng ta thường kết thúc cuộc sống của chúng như một ngôi sao neutron hoặc lỗ đen. Sao neutron phát ra các xung bức xạ đều đặn cho phép phát hiện ra chúng. Vào tháng 8 năm 2017, khi quan sát thấy sự hợp nhất sao neutron kép đầu tiên, các nhà khoa học trên toàn cầu đã phát hiện ra ánh sáng từ vụ nổ bằng kính viễn vọng của họ. Mặt khác, các lỗ đen thường bị ẩn đi vì lực hấp dẫn của chúng mạnh đến mức ngay cả ánh sáng cũng không thể thoát ra, khiến chúng trở nên vô hình trước các máy dò điện từ.
Nếu hai lỗ đen hợp nhất, sự kiện có thể vô hình nhưng dù sao cũng có thể phát hiện được từ những gợn sóng trong không gian dưới dạng sóng gọi là sóng hấp dẫn. Một số máy dò như “Đài quan sát sóng hấp dẫn giao thoa kế laser” (LIGO) ở Hoa Kỳ có thể phát hiện các sóng này. Lần quan sát trực tiếp thành công đầu tiên được thực hiện vào năm 2015. Tín hiệu được tạo ra bởi sự hợp nhất của hai lỗ đen. Nhưng sự kiện này có thể không phải là nguồn sóng hấp dẫn duy nhất, cũng có thể đến từ sự hợp nhất của hai ngôi sao neutron hoặc lỗ đen với một ngôi sao neutron. Theo Tiến sĩ Arca Sedda, khám phá sự khác biệt là một trong những thách thức lớn trong việc quan sát những sự kiện này.
Trong nghiên cứu của mình, nhà nghiên cứu Heidelberg đã phân tích sự hợp nhất của các cặp lỗ đen và sao neutron. Ông đã sử dụng các mô phỏng máy tính chi tiết để nghiên cứu các tương tác giữa một hệ thống được tạo thành từ một ngôi sao và một vật thể nhỏ gọn, chẳng hạn như lỗ đen và một vật thể chuyển vùng lớn thứ ba cần thiết cho phản ứng tổng hợp. Kết quả chỉ ra rằng các tương tác ba cơ thể như vậy trên thực tế có thể góp phần vào sự hợp nhất của sao đen lỗ neutron ở các khu vực sao dày đặc như các cụm sao hình cầu. “Một gia đình đặc biệt của các vụ sáp nhập động khác biệt rõ rệt với các vụ sáp nhập ở các khu vực bị cô lập có thể được xác định”, ông Manuel Arca Sedda giải thích.
Sự hợp nhất của một lỗ đen với một ngôi sao neutron lần đầu tiên được quan sát bởi các đài quan sát sóng hấp dẫn vào tháng 8 năm 2019. Tuy nhiên, các đài quan sát quang học trên khắp thế giới không thể tìm thấy một đối tác điện từ trong khu vực mà tín hiệu sóng hấp dẫn bắt nguồn, cho thấy rằng lỗ đen đã hoàn toàn nuốt chửng ngôi sao neutron mà không phá hủy nó trước. Nếu được xác nhận, đây có thể là vụ sáp nhập sao đen-neutron quan sát đầu tiên được phát hiện trong môi trường sao dày đặc, như mô tả của Tiến sĩ Arca Sedda.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Heidelberg . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :