Hố đen nguyên thủy – Lò luyện vàng ròng vĩ đại trong vũ trụ

Một hố đen nuốt chửng sao neutron. (Ảnh: wikimedia).

Một hố đen nuốt chửng sao neutron. (Ảnh: wikimedia).

Các hố đen nguyên thủy

Nguyên tố nặng hơn sắt như vàng và uranium có thể được tạo ra bởi các hố đen nguyên thủy của vũ trụ khi nuốt sao neutron  .

Các nhà khoa học trước đây cho rằng phản ứng hợp hạch ở lõi sao hoặc các vụ nổ siêu tân tinh có thể tạo ra các nguyên tố nhẹ hơn sắt, còn các nguyên tố nặng hơn sắt muốn hình thành cần có sự hợp nhất của hệ hai sao neutron hay các vụ nổ siêu tân tinh khổng lồ.

Tuy nhiên, trong nghiên cứu đăng trên tạp chí Physical Review Letters của các nhà khoa học tại Đại học California ở thành phố San Diego và Los Angeles lại cho rằng vật chất nặng cũng có thể hình thành khi hố đen nhỏ nguyên thủy của vũ trụ nuốt sao neutron, Register ngày 5/8 đưa tin.

Giáo sư vật lý George Fuller, đồng tác giả nghiên cứu, cho biết sự kết hợp của hố đen và sao neutron tạo nên một dạng lò luyện sản sinh ra vàng, platinum, uranium và hầu hết các nguyên tố nặng hơn sắt. “Nhiều khả năng những nguyên tố này hình thành trong môi trường giàu neutron”, Fuller nói.

Sao neutron

Sao neutron là loại sao đặc nhất trong vũ trụ. Ước tính chỉ một muỗng vật chất bề mặt của sao neutron nặng tương đương ba tỷ tấn, gấp 900 lần khối lượng kim tự tháp Giza ở Ai Cập. Dẫn ra một ví dụ khác, một Sao neutron khối lượng từ 1,35 đến 2,1 lần khối lượng Mặt Trời, nhưng đường kính của chúng chỉ từ 10 đến 20 km — nhỏ hơn Mặt Trời từ 30.000 đến 70.000 lần.

Theo Fuller, khi sao neutron bị hút vào hố đen nhỏ, sự tương tác của lực hấp dẫn khiến sao bị hút từ trong ra ngoài, giải phóng vật chất hạt nhân trong quá trình xoay, thu nhỏ. Sự thu nhỏ ở trung tâm sao tăng dần lên. Vật chất bị phân tách được giảm sức ép, nóng lên và có đủ lượng neutron cần thiết để tạo ra nguyên tố nặng hơn sắt.

Giả thuyết về sự hình thành nhiên liệu hạt nhân trong vũ trụ dựa trên sự tồn tại của các hố đen nhỏ. Tuy nhiên, nhiều nhà thiên văn học tin rằng những hố đen này hình thành sau vụ nổ Big Bang và hiện nằm trong vật chất tối của vũ trụ

Thep Fuller, sự kiện tạo ra nguyên tố nặng hơn sắt và nhiên liệu hạt nhân này hiếm xảy ra. “Trong 10 thiên hà lùn mới có một thiên hà chứa nhiều nguyên tố nặng“, Fuller nói. Đặc điểm này phù hợp với việc các sao neutron hiếm xuất hiện ở trung tâm thiên hà và các thiên hà lùn, nơi được cho có nhiều hố đen.