Buzz
Các nhà thiên văn vừa ghi nhận một sự kiện kỳ lạ, khi một ngôi sao siêu khổng lồ đột ngột biến mất không để lại dấu vết, chỉ còn lại một lỗ đen thay thế – một hiện tượng hiếm hoi được gọi là 'siêu tân tinh thất bại.'
Ngôi sao M31-2014-DS1, có khối lượng gấp 20 lần mặt trời và nằm cách Trái Đất 2,5 triệu năm ánh sáng, thuộc dải ngân hà Andromeda. Ngôi sao này từng phát sáng rực rỡ vào năm 2014, nhưng dần mờ nhạt từ năm 2016 và hoàn toàn biến mất vào năm 2023, không thể phát hiện qua các kính thiên văn.
Thông thường, các ngôi sao lớn khi sụp đổ sẽ tạo ra một vụ nổ sáng mạnh mẽ, gọi là siêu tân tinh. Tuy nhiên, không có bất kỳ dấu hiệu nào về một vụ nổ quang học tại vị trí của M31-2014-DS1, khiến các nhà khoa học cho rằng đây có thể là một trong những ví dụ đầu tiên về một dạng sụp đổ sao chưa từng được xác nhận – "siêu tân tinh thất bại."
Trong bài nghiên cứu được công bố trên arXiv vào ngày 18 tháng 10, các nhà khoa học cho biết sự biến mất đột ngột và hoàn toàn của M31-2014-DS1 là một hiện tượng 'vô cùng lạ lùng.' Họ cho rằng ngôi sao này đã không tạo ra vụ nổ sáng như dự đoán, mà thay vào đó, phần lớn khối lượng của nó đã sụp đổ thành một lỗ đen có khối lượng xấp xỉ 6,5 lần mặt trời.
Quá trình chuyển đổi từ ngôi sao sang lỗ đen
Các ngôi sao tạo ra năng lượng bằng cách đốt cháy nhiên liệu qua phản ứng tổng hợp hạt nhân, chuyển đổi hydro thành heli và tỏa ra năng lượng từ lõi. Khi nhiên liệu hydro cạn kiệt, ngôi sao tiếp tục tổng hợp các nguyên tố nặng hơn cho đến khi lõi chứa sắt – một nguyên tố không thể tham gia phản ứng. Lúc này, quá trình tổng hợp bị ngừng lại, làm mất dần lực đẩy ra ngoài và ngôi sao sụp đổ vào bên trong.
Đối với những ngôi sao có khối lượng lớn hơn tám lần mặt trời, các lớp vỏ ngoài sẽ bật lại khỏi lõi sắt, tạo ra một vụ nổ siêu tân tinh mạnh mẽ, để lại một lỗ đen hoặc sao neutron. Tuy nhiên, không phải tất cả các ngôi sao lớn khi sụp đổ đều tạo ra siêu tân tinh. Một số nghiên cứu gần đây cho thấy rằng một số ngôi sao khổng lồ có thể biến thành lỗ đen mà không tạo ra bất kỳ vụ nổ nào – hiện tượng này được gọi là siêu tân tinh thất bại. Việc quan sát các ngôi sao biến mất trong vũ trụ rộng lớn là rất khó khăn, do đó, quan sát trực tiếp hiện tượng này là cực kỳ hiếm.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng dữ liệu từ kính thiên văn NEOWISE, một kính thiên văn vũ trụ chuyên khảo sát các vật thể gần Trái Đất và những thiên hà xa xôi. Họ phát hiện ra M31-2014-DS1 đã dần mờ nhạt từ năm 2016 đến 2019 và hoàn toàn biến mất vào năm 2023. Không có dấu hiệu của một vụ siêu tân tinh nào, và nhóm nghiên cứu kết luận rằng 98% khối lượng của ngôi sao đã sụp đổ, chỉ để lại một lỗ đen có khối lượng khoảng 6,5 lần mặt trời.
So với trường hợp tương tự duy nhất được ghi nhận trước đó – ngôi sao N6946-BH1 ở thiên hà NGC 6946, cách chúng ta 22 triệu năm ánh sáng, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ thực hiện thêm các quan sát tia X để xác nhận sự tồn tại của lỗ đen và đánh giá kỹ hơn hiện tượng siêu tân tinh thất bại này.
