Vũ trụ là một sân khấu của những sự kiện vĩ đại, và cái chết của một ngôi sao thường là màn trình diễn ngoạn mục nhất. Chúng ta kỳ vọng rằng những ngôi sao khổng lồ sẽ kết thúc cuộc đời mình trong một vụ nổ siêu tân tinh (supernova) rực rỡ, thắp sáng cả một thiên hà. Nhưng điều gì sẽ xảy ra khi các nhà thiên văn học theo dõi một ngôi sao sắp chết, chuẩn bị cho màn pháo hoa vũ trụ, và rồi... nó chỉ đơn giản là biến mất?
Hiện tượng này không phải là khoa học viễn tưởng. Các nhà khoa học đã quan sát được nó vài lần, và lời giải thích hợp lý nhất cho sự "biến mất" đột ngột này chính là một trong những sự kiện kỳ lạ nhất của vũ trụ: một siêu tân tinh thất bại (failed supernova).
Cái Chết "Bình Thường" Của Một Ngôi Sao
Để hiểu tại sao một ngôi sao lại "biến mất", trước hết chúng ta cần biết về hai con đường chết phổ biến của chúng:- Sao Khối Lượng Thấp (Như Mặt Trời): Sau khi đốt hết nhiên liệu, chúng phình to ra thành một ngôi sao khổng lồ đỏ, sau đó thổi bay các lớp khí bên ngoài, để lại một lõi đặc, mờ ảo gọi là sao lùn trắng.
- Sao Khối Lượng Lớn (Lớn hơn Mặt Trời 8 lần): Chúng cũng trở thành sao siêu khổng lồ đỏ. Khi nhiên liệu cạn kiệt, lõi của chúng sụp đổ dưới sức nặng của chính nó, gây ra một vụ nổ siêu tân tinh kinh hoàng. Vụ nổ này giải phóng một năng lượng khổng lồ, để lại phía sau một sao neutron siêu đặc hoặc, nếu ngôi sao ban đầu cực lớn, một lỗ đen.
Cả hai quá trình này đều để lại một "di vật" có thể quan sát được. Nhưng siêu tân tinh thất bại thì khác.
Khi Vụ Nổ Bị "Nuốt Chửng": Siêu Tân Tinh Thất Bại Là Gì?
Một siêu tân tinh thất bại, hay còn gọi là "Un-nova", xảy ra khi một ngôi sao siêu khổng lồ đỏ bắt đầu quá trình chết nhưng lại không tạo ra vụ nổ ngoạn mục như mong đợi. Thay vào đó, nó chỉ đơn giản là mờ đi và biến mất.Quá trình này có thể được hình dung như một cuộc đua định mệnh bên trong ngôi sao:
Sự Sụp Đổ Của Lõi: Khi lõi sao hết nhiên liệu, lực hấp dẫn khổng lồ bắt đầu kéo mọi thứ sụp đổ vào trong với một tốc độ kinh hoàng.
Cuộc Đua Giữa Hấp Dẫn và Sóng Xung Kích:
- Lực Hấp Dẫn: Cố gắng kéo toàn bộ vật chất của ngôi sao vào một điểm duy nhất để tạo thành một lỗ đen.
- Sóng Xung Kích: Sự sụp đổ của lõi tạo ra một sóng xung kích cực mạnh, cố gắng bật ngược trở ra và thổi tung các lớp bên ngoài của ngôi sao, tạo ra vụ nổ siêu tân tinh.
Trong một siêu tân tinh thông thường, sóng xung kích sẽ chiến thắng. Nhưng trong một siêu tân tinh thất bại, lực hấp dẫn mới là kẻ thắng cuộc. Lõi sao sụp đổ quá nhanh và quá mạnh mẽ đến mức nó hình thành một lỗ đen với chân trời sự kiện (ranh giới không thể thoát ra) trước khi sóng xung kích kịp thoát ra ngoài.
Toàn bộ năng lượng, ánh sáng và vật chất của vụ nổ siêu tân tinh sắp xảy ra đã bị chính lỗ đen vừa được sinh ra ở trung tâm "nuốt chửng". Ngôi sao đã tự sụp đổ và tự hủy diệt từ bên trong.
Đối với chúng ta, những người quan sát từ xa hàng triệu năm ánh sáng, cảnh tượng sẽ là một ngôi sao siêu khổng lồ đỏ rực rỡ đột nhiên mờ dần rồi biến mất hoàn toàn, như thể có ai đó vừa tắt một ngọn đèn.
N6946-BH1 - "Nghi Can" Số Một
Đây không còn là lý thuyết suông. Các nhà thiên văn học tin rằng họ đã tìm thấy một "nghi can" hoàn hảo cho hiện tượng này.Ngôi sao N6946-BH1, nằm trong Thiên hà Pháo hoa cách chúng ta khoảng 22 triệu năm ánh sáng, là một sao siêu khổng lồ đỏ có khối lượng gấp 25 lần Mặt Trời. Vào năm 2009, nó đột nhiên sáng lên một chút, nhưng mờ hơn nhiều so với một siêu tân tinh thực sự. Sau đó, trong vài năm tiếp theo, nó bắt đầu mờ dần và đến năm 2015, nó đã biến mất hoàn toàn trong phổ ánh sáng khả kiến.
Các nhà khoa học không tìm thấy dấu hiệu của một vụ nổ siêu tân tinh. Thay vào đó, họ phát hiện một nguồn phát hồng ngoại yếu ớt tại vị trí cũ của ngôi sao, có thể là dấu hiệu của vật chất đang rơi vào một lỗ đen mới hình thành. Đây được coi là bằng chứng quan sát mạnh mẽ nhất cho một siêu tân tinh thất bại cho đến nay.
Kết luận, sự biến mất của một ngôi sao không phải là một phép màu hay một sự kiện ma quái. Đó là dấu hiệu của một trong những quá trình vật lý khắc nghiệt nhất trong vũ trụ: sự ra đời thầm lặng của một lỗ đen. Thay vì một "tiếng nổ" vang dội, một số ngôi sao lớn nhất lại chọn một "tiếng thì thầm", để lại phía sau chỉ một khoảng trống bí ẩn và một thực thể mới đang bẻ cong không-thời gian.
