Đài thiên văn LIGO Hanford gần Tri-Cities cùng với một đài khác ở Louisiana đã ghi nhận được những chấn động thời gian và không gian khi chúng đi qua Trái Đất. Đây là vụ va chạm lớn nhất từ trước đến nay giữa các hố đen, theo thông báo của một liên minh gồm bốn đài quan sát sóng hấp dẫn trên thế giới hôm thứ Ba.
Sóng hấp dẫn được xác nhận bằng cách so sánh các tín hiệu từ không gian do cả hai đài quan sát LIGO của Hoa Kỳ phát hiện, mặc dù chúng chỉ kéo dài một phần mười giây.
“Đây là hệ hố đen đôi lớn nhất mà chúng tôi từng quan sát được thông qua sóng hấp dẫn và nó đặt ra một thách thức thực sự cho sự hiểu biết của chúng ta về sự hình thành hố đen,” Mark Hannam của Đại học Cardiff ở Wales, một thành viên của liên minh, cho biết trong một tuyên bố.
Ngoài khối lượng lớn của các hố đen sáp nhập, chúng còn quay nhanh hơn bất kỳ hố đen nào được phát hiện trước đây, gần đến giới hạn được cho phép bởi thuyết tương đối rộng của Albert Einstein.
Liên minh quốc tế, LIGO-Virgo-KAGRA, mô tả việc phát hiện này trong một bản thông tin như một sự kiện “vừa đặc biệt vừa khó hiểu để giải thích”.
“Đây là một lời nhắc nhở mạnh mẽ rằng vũ trụ vẫn còn chứa đựng nhiều điều bất ngờ và chúng ta mới chỉ bắt đầu khám phá chúng,” liên minh cho biết.
Việc xác nhận khám phá ra hố đen nặng nhất từng được phát hiện diễn ra khi chính quyền Tổng Thống Trump đề xuất ngân sách cho năm tài chính 2026, kêu gọi đóng cửa một trong hai đài LIGO ở Louisiana hoặc Hanford. Đây là một phần của việc cắt giảm 57% do chính quyền đề xuất cho Quỹ Khoa học Quốc gia.
Để xác nhận rằng việc phát hiện là từ sóng hấp dẫn từ không gian chứ không phải thứ gì đó trên Trái Đất, cần có dữ liệu từ hai hoặc nhiều nguồn, trong trường hợp này là Hanford và Livingston, La., LIGOs, theo Michael Landry, người đứng đầu Đài thiên văn LIGO Hanford.
Sóng hấp dẫn được gây ra bởi các sự kiện thảm khốc trong không gian, chẳng hạn như các hố đen va chạm, các ngôi sao neutron hợp nhất, các ngôi sao phát nổ và thậm chí có thể là sự ra đời của chính vũ trụ, theo Caltech, một nhà điều hành và quản lý chung của hai đài quan sát LIGO theo thỏa thuận với Quỹ Khoa học Quốc gia.
Kể từ khi Đài quan sát Sóng hấp dẫn Giao thoa kế Laser của Hoa Kỳ làm nên lịch sử khoa học vào năm 2015 với việc phát hiện trực tiếp đầu tiên về sóng hấp dẫn, hay các gợn sóng trong không gian và thời gian, từ sự hợp nhất của hố đen, khoảng 300 vụ sáp nhập hố đen khác đã được phát hiện.
Các LIGO của Hoa Kỳ đã hợp tác trong các khám phá với đài quan sát sóng hấp dẫn Virgo của Ý từ năm 2007 và đài quan sát KAGRA của Nhật Bản từ năm 2019.
Vụ va chạm hố đen được phát hiện vào ngày 23 tháng 11 năm 2023 ở Hoa Kỳ đã tạo ra một hố đen cuối cùng lớn hơn khoảng 225 lần khối lượng Mặt Trời của Trái Đất. Hai hố đen sáp nhập có khối lượng riêng lẻ lớn hơn khoảng 100 và 140 lần so với Mặt Trời.
Theo ông Landry, có vẻ như chúng ta đang chứng kiến sự hợp nhất của các vụ sáp nhập, điều này có thể dẫn đến thông tin mới về sự tiến hóa của các vì sao.
Các mô hình tiến hóa sao hiện tại không tính đến các hố đen có khối lượng lớn như vậy, điều này làm tăng khả năng những gì được phát hiện là sự hợp nhất của các hố đen, ít nhất một trong số đó đã hợp nhất để tạo thành một hố đen lớn hơn, theo Hannam.
Vụ sáp nhập ban đầu được phát hiện vào năm 2015, xác nhận thuyết tương đối của Einstein, có khối lượng hố đen cuối cùng lớn hơn 62 lần so với Mặt Trời. Và cho đến vụ được công bố hôm thứ Ba, vụ sáp nhập hố đen lớn nhất được phát hiện là 140 lần khối lượng của Mặt Trời.
Dave Reitze, giám đốc điều hành của LIGO tại Caltech, cho biết: “Quan sát này một lần nữa chứng minh cách sóng hấp dẫn đang tiết lộ một cách độc đáo bản chất cơ bản và kỳ lạ của các hố đen trong vũ trụ”.
Hai hố đen va chạm rất nặng nên tín hiệu chúng gửi đi có tần số thấp hơn và ngắn hơn so với các lần phát hiện khác, ông Landry nói.
Mặc dù chỉ dài một phần mười giây, nhưng tín hiệu này lớn hơn 20 lần so với tiếng ồn của máy dò thông thường và đồ thị phát hiện tại cả hai LIGO khớp nhau chặt chẽ.
Chúng cho thấy một cái nhìn đặc biệt rõ ràng về đoạn kết hoành tráng của vụ sáp nhập khi hố đen mới hình thành phát ra năng lượng thông qua sóng hấp dẫn, rung động và cuối cùng ổn định thành một trạng thái ổn định, theo bản thông tin hợp tác LIGO-Virgo-KAGRA.
Mô hình này cho thấy xác suất nhiễu ngẫu nhiên bắt chước việc phát hiện là ít hơn một lần trong 10.000 năm.
Theo bản thông tin, điều này mang lại cho chúng ta sự tin tưởng tuyệt đối vào nguồn gốc không phải trên cạn của tín hiệu và do đó, vào tính xác thực của tín hiệu sóng hấp dẫn này.
Việc phát hiện là từ lần quan sát thứ tư của sự hợp tác và của bốn đài quan sát quốc tế bắt đầu vào tháng 5 năm 2023. Các quan sát bổ sung từ nửa đầu của đợt chạy thử nghiệm đến tháng 1 năm 2024 sẽ được công bố vào cuối mùa hè này.
Theo LIGO Caltech, rất hiếm khi một tín hiệu đủ mạnh để có thể đưa ra tuyên bố phát hiện chỉ với một đài quan sát.
Hai hoặc nhiều máy dò hoạt động đồng bộ là nền tảng cho khả năng đóng góp của LIGO vào lĩnh vực thiên văn học sóng hấp dẫn đang phát triển.
Để có thể tìm kiếm và tìm thấy ánh sáng nhìn thấy được hoặc các bức xạ điện từ khác liên quan đến một số sự kiện sóng hấp dẫn bằng cách sử dụng các đài quan sát truyền thống hơn, cần có ba hoặc nhiều đài quan sát sóng hấp dẫn để đo tam giác để xác định vị trí vùng trời chứa nguồn sóng, theo LIGO Caltech.
Theo Tri-City Herald.
