Những quan sát thiên văn mới từ sóng hấp dẫn đã làm thay đổi hoàn toàn hiểu biết của chúng ta về sự sụp đổ của các ngôi sao khổng lồ, đặc biệt là sự tồn tại của khoảng cấm hố đen.
Trong nhiều thập kỷ, mô hình tiến hóa sao truyền thống cho rằng các ngôi sao khối lượng lớn sau khi cạn kiệt nhiên liệu hạt nhân tất yếu sẽ sụp đổ, hình thành nên các hố đen siêu nặng. Tuy nhiên, nghiên cứu đột phá từ các nhà khoa học Australia, công bố trên tạp chí Nature, đã mang đến một góc nhìn hoàn toàn khác biệt về cái chết của những “gã khổng lồ” trong vũ trụ.
Cơ chế siêu tân tinh bất ổn cặp đôi (PISN)
Không phải mọi ngôi sao đều kết thúc bằng việc tạo ra hố đen. Với những ngôi sao sở hữu khối lượng từ 130 đến 250 lần Mặt Trời, quá trình tử vong diễn ra theo cơ chế siêu tân tinh bất ổn cặp đôi (PISN). Ở điều kiện nhiệt độ lõi cực hạn, các cặp hạt và phản hạt được tạo ra, gây mất cân bằng áp suất đột ngột và kích hoạt một vụ nổ hủy diệt toàn diện.
Kết quả của vụ nổ này là ngôi sao bị xóa sổ hoàn toàn khỏi không gian. Điểm khác biệt mấu chốt ở đây là không có lõi sao nào còn sót lại để co cụm thành hố đen, lý giải tại sao một số vùng trong vũ trụ dường như “trống rỗng” dù từng tồn tại những ngôi sao khổng lồ.
Giải mã “khoảng cấm” trong phân bố hố đen
Các nhà nghiên cứu đã xác định được một “khoảng cấm” (mass gap) bắt đầu từ mức 45 lần khối lượng Mặt Trời. Trong dải khối lượng này, sự hình thành hố đen trực tiếp từ cái chết của một ngôi sao đơn lẻ là cực kỳ hiếm gặp hoặc không thể xảy ra.
- Dữ liệu từ sóng hấp dẫn: Bằng cách phân tích những gợn sóng trong không – thời gian, các nhà khoa học đã gián tiếp xác nhận các hố đen nằm trong khoảng cấm này thực chất là kết quả của quá trình hợp nhất giữa các hố đen nhỏ hơn, thay vì là tàn tích của một ngôi sao đơn lẻ.
- Công nghệ quan sát: Việc ghi nhận tín hiệu từ các sự kiện cách xa hàng tỷ năm ánh sáng giúp chúng ta có dữ liệu thực tế để kiểm chứng các mô hình lý thuyết về vòng đời sao.
Việc phát hiện ra “khoảng cấm” không chỉ là một mảnh ghép khoa học, mà còn là bước tiến quan trọng giúp giới thiên văn học định hình lại cơ chế hình thành hố đen. Liệu trong tương lai, chúng ta có thể tìm thấy những bằng chứng khác về các ngôi sao biến mất không để lại dấu vết? Việc theo dõi các tín hiệu sóng hấp dẫn thế hệ mới sẽ là chìa khóa để giải đáp những bí ẩn này. Bạn nghĩ sao về cơ chế cái chết đầy bạo liệt nhưng cũng vô cùng kỳ ảo của những ngôi sao này?
