Một khám phá mang tính đột phá đã tạo ra những làn sóng trong cộng đồng khoa học: lần đầu tiên, một hệ thống gồm ba lỗ đen tương tác trong một vũ điệu phức tạp của vũ trụ đã được quan sát. Khải tượng này, thu hút cả các chuyên gia và những người đam mê thiên văn học, xuất hiện từ các phân tích mới về sóng hấp dẫn được LIGO phát hiện.
Sự kiện ban đầu, được đặt tên là GW190814, xảy ra vào tháng 8 năm 2019 khi các thiết bị tại đài quan sát LIGO của Mỹ ghi nhận một loạt các gợn sóng không-thời gian. Những sóng hấp dẫn này, gây ra bởi sự va chạm của hai vật thể cực đoan, đã khiến các nhà thiên văn học bối rối do sự chênh lệch khối lượng đáng kể giữa chúng; một lỗ đen nặng gấp khoảng mười lần lỗ đen kia. Các vật thể va chạm có khối lượng lần lượt là 23 và 2,6 khối lượng mặt trời. Thông thường, các lỗ đen va chạm có khối lượng tương tự nhau. Sự bất thường này đã chưa được giải thích trong nhiều năm.
Một nghiên cứu mới của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters, đề xuất một giả thuyết hấp dẫn: một lỗ đen siêu khối lượng thứ ba đã hiện diện phía sau sự kiện này. Ý tưởng về ba lỗ đen tương tác có vẻ giống khoa học viễn tưởng, nhưng vật lý giải thích rõ ràng vũ điệu vũ trụ này. Hai vật thể có khối lượng khác nhau, khoảng 23 và 2,6 khối lượng mặt trời, đã hợp nhất để tạo ra một điểm kỳ dị mới. Tuy nhiên, trường hấp dẫn của một vật thể đồng hành khổng lồ, ước tính ít nhất một trăm nghìn khối lượng mặt trời, được cho là đã tạo điều kiện cho cuộc gặp gỡ này. Lỗ đen thứ ba này không được quan sát trực tiếp, nhưng ảnh hưởng của nó thể hiện rõ trong các mô phỏng số; nếu không có nó, vụ va chạm có lẽ đã không xảy ra.
Các nhà nghiên cứu đã xử lý lại dữ liệu LIGO bằng các mô hình máy tính, tìm kiếm một dấu hiệu đặc trưng. Quá trình này tiết lộ một dấu vết không thể nhầm lẫn, phù hợp với sự hiện diện của người khổng lồ ẩn giấu. Điều này đánh dấu không chỉ là một chi tiết kỹ thuật, mà còn là khám phá quốc tế đầu tiên về một hệ thống ba lỗ đen. Các nhà khoa học Trung Quốc đã phát hiện ra một lỗ đen siêu khối lượng ẩn giấu trong nền của một sự kiện sóng hấp dẫn đặc biệt từ một vụ sáp nhập lỗ đen, ám chỉ rằng cả ba điểm kỳ dị đều bị khóa trong một hệ thống chưa từng thấy trước đây. Họ đã sử dụng các mô phỏng để dự đoán cách tương tác này sẽ ảnh hưởng đến sóng hấp dẫn được tạo ra từ vụ sáp nhập, và xác định một tín hiệu "dấu vân tay" độc đáo liên quan đến vật thể ẩn giấu.
Phát hiện này xác nhận giá trị to lớn của các mô phỏng va chạm lỗ đen, các công cụ lý thuyết có khả năng làm sáng tỏ các tín hiệu yếu và có vẻ không đầy đủ. Theo các nhà nghiên cứu, lỗ đen mới sinh ra từ vụ sáp nhập sẽ tiếp tục quay quanh vật thể khổng lồ của nó trong hàng tỷ năm, cho đến khi nó cũng bị nuốt chửng. Tin tức về việc phát hiện hệ thống ba lỗ đen này không chỉ là một sự tò mò đơn thuần; đó là một mảnh ghép cơ bản để hiểu các cơ chế bạo lực nhất của vũ trụ. Biết rằng các hệ thống ba lỗ đen có thể tồn tại mở ra những con đường mới để hiểu sự hình thành thiên hà và sự tiến hóa của không-thời gian. Mỗi sóng hấp dẫn được phát hiện và mỗi điểm dữ liệu được xử lý lại làm phong phú thêm cái nhìn của chúng ta về vũ trụ. Có thể dễ dàng hình dung rằng các thiết bị nhạy cảm hơn trong tương lai sẽ thu được các tín hiệu rõ ràng và chi tiết hơn, dẫn đến những khám phá lỗ đen mới và sự hiểu biết sâu sắc hơn về những người khổng lồ bí ẩn này.