Các vụ nổ tia gamma (GRB) là những vụ nổ dữ dội nhất trong vũ trụ. Chỉ trong một phần nhỏ của giây, chúng có thể giải phóng nhiều năng lượng hơn toàn bộ lượng năng lượng mà Mặt Trời sẽ phát ra trong suốt vòng đời 10 tỷ năm của nó. Phần lớn các vụ nổ này kết thúc trước cả khi chúng ta kịp nhận ra, thường chỉ kéo dài vài giây, nhiều nhất là vài phút. Vì vậy, khi một sự kiện xuất hiện vào ngày 02/07/2025 và kéo dài suốt 7 giờ, phát ra 3 đợt bùng nổ riêng biệt rải trong cả một ngày, rồi để lại dư âm kéo dài nhiều tháng, các nhà thiên văn lập tức biết rằng họ đang đối mặt với một hiện tượng hoàn toàn mới.
Vụ nổ tia gamma GRB 250702B, được Kính thiên văn Không gian tia gamma Fermi của NASA phát hiện, là vụ nổ tia gamma kéo dài nhất từng được ghi nhận, vượt xa mọi vụ khác về thời lượng. Trong khoảng 15.000 vụ nổ đã được lập danh mục kể từ khi hiện tượng này lần đầu được nhận ra vào năm 1973, chỉ có rất ít trường hợp tiệm cận được thời lượng của nó. Các vụ nổ tia gamma thông thường không lặp lại. Chúng phát sinh từ những sự kiện thảm khốc, chỉ xảy ra một lần, chẳng hạn như một cặp sao neutron va chạm, hoặc một ngôi sao khối lượng lớn tự sụp đổ vào bên trong. GRB 250702B không thuộc trường hợp nào trong hai khả năng đó. “Đây chắc chắn là một đợt bùng phát khác hẳn mọi thứ chúng tôi từng thấy trong 50 năm qua,” một thành viên của nhóm phát hiện cho biết. Từ đó đến nay, các nhà thiên văn vẫn đang tìm lời giải thích cho hiện tượng này.
Chấm màu cam ở trung tâm ảnh này là GRB250702B, một nguồn bùng nổ tia gamma lặp lại nhiều lần trong suốt một ngày, một sự kiện khác hẳn mọi thứ từng được chứng kiến trước đây. (Nguồn: NASA)
Bài báo mới công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society tập trung vào một trong những khả năng đáng chú ý nhất: một lỗ đen khối lượng trung bình. Lỗ đen tồn tại với nhiều kích thước rất khác nhau. Phổ biến nhất là các lỗ đen khối lượng sao, chỉ nặng hơn Mặt Trời vài lần, được hình thành khi các sao khối lượng lớn chết đi. Bên cạnh đó là các “quái vật” siêu nặng ẩn trong tâm các thiên hà, có khối lượng lên tới hàng triệu hoặc hàng tỷ lần khối lượng Mặt Trời. Ở giữa là một nhóm lỗ đen hầu như chưa được tìm thấy, đó là các lỗ đen khối lượng trung bình, có khối lượng từ vài trăm đến một trăm nghìn lần khối lượng Mặt Trời. Lý thuyết cho rằng chúng phải khá phổ biến. Nhưng việc phát hiện ra chúng lại tỏ ra cực kỳ khó khăn.
Các nhà nghiên cứu đề xuất rằng GRB 250702B được tạo ra khi một ngôi sao bình thường như Mặt Trời của chúng ta đi quá gần một lỗ đen khối lượng trung bình như vậy và bị xé toạc bởi lực hấp dẫn của nó. Khi phần vật chất sao bị xé vụn xoáy dần vào trong và bị nuốt chửng, nó tạo năng lượng cho một dòng phản lực tương đối tính gồm các hạt bắn ra ngoài với vận tốc gần bằng vận tốc ánh sáng, từ đó sinh ra phát xạ tia gamma bất thường mà Fermi đã ghi nhận.
Điều quan trọng là tính chất lặp lại của các đợt bùng nổ rất phù hợp với kịch bản này. Ngôi sao có thể đã không bị phá hủy hoàn toàn chỉ trong một lần. Các mô hình cho thấy nó có thể đã bị tước đi từng phần qua nhiều lần tiếp cận gần trước khi bị phá hủy hoàn toàn, và mỗi lần như vậy lại tạo ra một đợt phát xạ mới, qua đó giải thích khoảng cách gần như đều nhau giữa ba lần Fermi kích hoạt.
Hình minh họa một vụ nổ tia gamma sáng rực xảy ra trong một vùng tạo sao. Năng lượng từ vụ nổ được hội tụ thành hai dòng tia hẹp phóng ra theo hai hướng ngược nhau. (Nguồn: NASA/Swift/Mary Pat Hrybyk-Keith và John Jones)
Vị trí của sự kiện cũng mang lại thêm một chi tiết đáng chú ý: GRB 250702B nằm cách tâm thiên hà chủ của nó khoảng 5,7 kiloparsec (tương đương khoảng 18.582 năm ánh sáng), tức ở khá xa lỗ đen siêu nặng nằm tại lõi thiên hà. Đây chính là nơi mà người ta có thể kỳ vọng một lỗ đen khối lượng trung bình tồn tại.
Nếu cách giải thích này là đúng, thì GRB 250702B sẽ là lần đầu tiên loài người chứng kiến một dòng phản lực tương đối tính do một lỗ đen khối lượng trung bình tạo ra trong lúc nó đang nuốt chửng một ngôi sao. Chỉ riêng điều đó cũng đủ khiến nó trở thành một trong những sự kiện thiên văn quan trọng nhất của thập niên này.
Tuy vậy, bí ẩn vẫn chưa được giải hoàn toàn, vì vẫn còn một số mô hình cạnh tranh khác đang được xem xét, và bằng chứng hiện có vẫn còn gây tranh cãi. Trong một lĩnh vực mà những khám phá lớn nhất thường xuất hiện mà không báo trước, một vụ nổ kéo dài 7 giờ mà chưa ai thực sự giải thích được chính là kiểu câu đố thúc đẩy thiên văn học tiến về phía trước.
Nguyễn Đình Nam
Theo Universetoday
