Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà thiên văn học đã xác định được sự phát xạ tia gamma định kỳ từ 11 thiên hà đang hoạt động, mở đường cho các nghiên cứu trong tương lai về các thiên hà độc đáo có thể chứa hai lỗ đen siêu lớn tại trung tâm của chúng.
Một nhà khoa học của Đại học Clemson đã hợp tác với một nhóm các nhà thiên văn học quốc tế để xác định phát xạ tia gamma định kỳ từ 11 thiên hà đang hoạt động, mở đường cho các nghiên cứu trong tương lai về các thiên hà không thông thường có thể chứa hai lỗ đen siêu lớn tại trung tâm của chúng.
Trong số các nhà thiên văn học, từ lâu, hầu hết các thiên hà đều có một lỗ đen ở trung tâm của họ. Nhưng các thiên hà lưu trữ một cặp lỗ đen vẫn còn trên lý thuyết.
Kết quả nghiên cứu của nhóm đã xuất hiện trên Tạp chí Vật lý thiên văn (The Astrophysical Journal) vào ngày 19 tháng 6 năm 2020 trong một bài báo có tiêu đề “Tìm kiếm có hệ thống về chu kỳ tia gamma trong hạt nhân thiên hà hoạt động được phát hiện bởi Kính viễn vọng Khu vực Lớn Fermi”.
“Nói chung, các hố đen siêu lớn được đặc trưng bởi khối lượng hơn một triệu khối lượng mặt trời của chúng ta”, Pablo Peñil, sinh viên tại Đại học Complutense de Madrid ở Tây Ban Nha, tác giả chính của nghiên cứu và tiến sĩ cho biết. “Một số trong các lỗ đen siêu lớn này được gọi là hạt nhân thiên hà hoạt động (AGN) đã được tìm thấy để gia tốc các hạt đến gần tốc độ ánh sáng trong các chùm sáng chuẩn gọi là tia nước. Phát xạ từ các tia này được phát hiện trong toàn bộ phổ điện từ, nhưng hầu hết năng lượng của chúng được giải phóng dưới dạng tia gamma. “
Tia gamma là dạng ánh sáng cực đoan nhất, được phát hiện bởi Kính viễn vọng Không gian Khu vực Lớn trên Kính viễn vọng Không gian Tia gamma Fermi của NASA. AGN được đặc trưng bởi sự thay đổi đột ngột và không thể đoán trước về độ sáng.
Xác định các mô hình đều đặn trong phát xạ tia gamma của chúng giống như nhìn vào biển bão và tìm kiếm những đợt sóng nhỏ đều đặn gây ra bởi, ví dụ, sự đi qua của một chiếc thuyền nhỏ. Nó trở nên rất thách thức rất nhanh.
Nhóm đã hoàn thành bước khó khăn đầu tiên để xác định một số lượng lớn các thiên hà phát ra định kỳ trong nhiều năm và đang cố gắng giải quyết câu hỏi về điều gì tạo ra hành vi định kỳ đó trong các AGN này. Một số giải thích tiềm năng là hấp dẫn.
“Bước tiếp theo sẽ là chuẩn bị các chiến dịch quan sát với các kính viễn vọng khác để theo dõi chặt chẽ các thiên hà này và hy vọng làm sáng tỏ lý do đằng sau những quan sát hấp dẫn này”, đồng tác giả Marco Ajello, phó giáo sư tại khoa vật lý của Đại học Khoa học và thiên văn học tại Đại học Clemson cho biết. “Chúng tôi có một vài khả năng trong tâm trí – từ hiệu ứng ngọn hải đăng do máy bay phản lực tạo ra cho đến sự điều biến dòng chảy vật chất đến lỗ đen – nhưng một giải pháp rất thú vị là sự tuần hoàn được tạo ra bởi một cặp lỗ đen siêu lớn xoay quanh Hiểu nhau về mối quan hệ của các lỗ đen này với môi trường của chúng sẽ rất cần thiết cho một bức tranh hoàn chỉnh về sự hình thành thiên hà. “
Nhờ một thập kỷ quan sát Fermi-LAT, nhóm nghiên cứu đã có thể xác định được sự lặp lại của tín hiệu tia gamma trong chu kỳ vài năm. Trung bình, những phát thải này lặp đi lặp lại khoảng hai năm một lần.
“Nghiên cứu của chúng tôi đại diện cho công trình hoàn chỉnh nhất cho đến nay về việc tìm kiếm tính tuần hoàn trong tia gamma, một nghiên cứu sẽ là công cụ để đưa ra những hiểu biết sâu sắc về nguồn gốc của hành vi kỳ dị này”, đồng tác giả Alberto Domínguez, Ph.D. giám sát viên ở Madrid và cũng là một cựu nhà nghiên cứu sau tiến sĩ trong nhóm của Ajello tại Clemson. “Chúng tôi đã sử dụng chín năm quan sát LAT trên bầu trời liên tục. Trong số hơn hai nghìn AGN được phân tích, chỉ có khoảng một chục nổi bật cho phát xạ theo chu kỳ hấp dẫn này.”
Mở rộng mẫu giới hạn của các trình phát định kỳ tạo thành một bước nhảy vọt quan trọng để hiểu các quá trình vật lý cơ bản trong các thiên hà này.
“Trước đây chỉ có hai blazar được biết là cho thấy sự thay đổi định kỳ về độ sáng tia gamma của chúng. Nhờ vào nghiên cứu của chúng tôi, chúng tôi có thể tự tin nói rằng hành vi này có mặt ở 11 nguồn khác”, đồng tác giả Sara Buson, giáo sư tại Đại học Wurzburg ở Đức. “Ngoài ra, nghiên cứu của chúng tôi đã tìm thấy 13 thiên hà khác với gợi ý phát xạ theo chu kỳ. Nhưng để tự tin xác nhận điều này, chúng tôi cần chờ Fermi-LAT thu thập thêm dữ liệu.”
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Clemson . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :