Một hố đen "đói" vừa thức giấc và bắt đầu nuốt vật chất xung quanh

Ở trung tâm hầu hết thiên hà đều ẩn chứa một "quái vật" khổng lồ: hố đen siêu lớn với khối lượng gấp hàng chục nghìn đến hàng triệu lần Mặt Trời. Tuy nhiên, không phải tất cả đều giống nhau – một số "ngủ yên", trong khi số khác hoạt động mạnh và liên tục nuốt vật chất xung quanh. Gần đây, giới khoa học đã chứng kiến khoảnh khắc hiếm có: một hố đen thức giấc sau thời gian dài "ngủ đông", bắt đầu “ăn rau ráu” vật chất gần đó và phát ra tia X mãnh liệt.

Hố đen này nằm ở lõi thiên hà SDSS1335+0728 (cách Trái Đất 300 triệu năm ánh sáng) đã im lìm hàng thập kỷ. Nhưng từ năm 2019, nó đột ngột bùng sáng và phun trào tia X mãnh liệt – dấu hiệu cho thấy nó đang "ăn" vật chất lân cận. Nhóm nghiên cứu đã theo dõi hiện tượng này thông qua hệ thống kính thiên văn XMM-Newton của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) cùng các đài quan sát NICER, Chandra và Swift của NASA.

"Đây là cơ hội hiếm có để quan sát trực tiếp hành vi của hố đen qua tia X," TS. Lorena Hernández-García (Đại học Valparaiso, Chile), trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết. "Hiện tượng này được gọi là vụ phun trào chu kỳ giả (QPE) – những đợt bùng năng lượng ngắn. Đây là lần đầu tiên chúng tôi thấy QPE xảy ra ở hố đen đang thức giấc".

Lõi thiên hà SDSS1335+0728 được đặt biệt danh "Ansky". Các nhà khoa học vẫn chưa rõ nguyên nhân khiến hố đen này "bật công tắc", nhưng đây là cơ hội vàng để nghiên cứu quá trình chuyển đổi trạng thái của nó.

"Tia X từ Ansky mạnh gấp 10 lần và kéo dài gấp 10 lần so với QPE thông thường," TS. Joheen Chakraborty (Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ) giải thích. "Mỗi đợt phun trào giải phóng năng lượng gấp 100 lần những gì từng quan sát được. Chu kỳ phun của Ansky cũng dài nhất từ trước đến nay – khoảng 4,5 ngày. Điều này thách thức mọi mô hình lý thuyết hiện tại về cơ chế tạo ra tia X."

Thông thường, tia X phát ra từ đĩa bồi tụ (vùng vật chất xoáy quanh hố đen) khi vật chất bị nung nóng cực hạn. Tuy nhiên, năng lượng khổng lồ từ Ansky cho thấy cơ chế khác có thể đang diễn ra – ví dụ, một ngôi sao hoặc hố đen nhỏ hơn bị kéo vào đĩa bồi tụ, tạo sóng xung kích và giải phóng tia X.

"Với QPE, chúng tôi đang có nhiều giả thuyết hơn là dữ liệu. Cần thêm quan sát để hiểu rõ bức tranh toàn cảnh," TS. Erwan Quintin (ESA), thành viên nhóm nghiên cứu, nhấn mạnh. "Trước đây, chúng tôi cho rằng QPE xảy ra khi thiên thể nhỏ bị hút vào vật thể lớn hơn. Nhưng Ansky đang kể một câu chuyện khác".

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Astronomy, mở ra hướng tiếp cận mới để giải mã bí ẩn về cách hố đen "thức giấc" và tương tác với môi trường xung quanh.