Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Các nhà khoa học cho biết họ gần gũi hơn để hiểu làm thế nào một lỗ đen siêu lớn (SMBH) được sinh ra nhờ một kỹ thuật mới cho phép họ phóng to một trong những vật thể vũ trụ bí ẩn này một cách chi tiết chưa từng thấy.
Một nhóm nghiên cứu do các nhà khoa học của Đại học Cardiff dẫn đầu cho biết họ đã tiến gần hơn với việc hiểu cách thức một lỗ đen siêu lớn (SMBH) được sinh ra nhờ một kỹ thuật mới cho phép họ phóng to một trong những vật thể vũ trụ bí ẩn này một cách chi tiết chưa từng thấy.
Các nhà khoa học không chắc chắn liệu SMBH có được hình thành trong điều kiện khắc nghiệt ngay sau vụ nổ lớn hay không, trong một quá trình được gọi là ‘sụp đổ trực tiếp’, hoặc được trồng nhiều sau đó từ các lỗ đen ‘hạt giống’ do cái chết của các ngôi sao lớn.
Nếu phương pháp trước đây là đúng, SMBH sẽ được sinh ra với khối lượng cực lớn – lớn gấp hàng trăm nghìn đến hàng triệu lần so với Mặt trời của chúng ta – và sẽ có kích thước tối thiểu cố định.
Nếu điều sau là đúng thì SMBH sẽ bắt đầu tương đối nhỏ, gấp khoảng 100 lần khối lượng Mặt trời của chúng ta và bắt đầu phát triển lớn hơn theo thời gian bằng cách ăn các ngôi sao và các đám mây khí sống xung quanh chúng.
Các nhà thiên văn học từ lâu đã cố gắng tìm ra SMBH có khối lượng thấp nhất, đó là những liên kết còn thiếu cần thiết để giải mã vấn đề này.
Trong một nghiên cứu được công bố hôm nay, nhóm nghiên cứu do Cardiff dẫn đầu đã vượt qua các ranh giới, tiết lộ một trong những SMBH có khối lượng thấp nhất từng được quan sát thấy ở trung tâm của một thiên hà gần đó, nặng hơn một triệu lần so với mặt trời của chúng ta.
SMBH sống trong một thiên hà được biết đến với cái tên quen thuộc là “Con ma của Mirach”, do nó nằm rất gần một ngôi sao rất sáng tên là Mirach, tạo cho nó một cái bóng ma quái.
Các phát hiện đã được thực hiện bằng cách sử dụng một kỹ thuật mới với Atacama Large Millimét / Subillim Array (ALMA), một kính viễn vọng tiên tiến nằm trên cao nguyên Chajnantor ở Andes Chile được sử dụng để nghiên cứu ánh sáng từ một số nơi lạnh nhất các đối tượng trong Vũ trụ.
“SMBH trong Mirach’s Ghost dường như có một khối lượng trong phạm vi được dự đoán bởi các mô hình ‘sụp đổ trực tiếp’,” Tiến sĩ Tim Davis từ Trường Vật lý và Thiên văn học của Đại học Cardiff nói.
“Chúng tôi biết rằng nó hiện đang hoạt động và nuốt khí, vì vậy một số mô hình ‘sụp đổ trực tiếp’ cực đoan hơn chỉ tạo ra SMBH rất lớn không thể là sự thật.
“Điều này tự nó không đủ để nói một cách dứt khoát sự khác biệt giữa bức tranh ‘hạt giống’ và ‘sự sụp đổ trực tiếp’ – chúng ta cần hiểu các số liệu thống kê cho điều đó – nhưng đây là một bước tiến lớn theo đúng hướng.”
Lỗ đen là những vật thể đã sụp đổ dưới sức nặng của trọng lực, để lại những vùng không gian nhỏ nhưng vô cùng dày đặc từ đó không gì có thể thoát ra, thậm chí không có ánh sáng.
SMBH là loại hố đen lớn nhất có thể lên tới hàng trăm nghìn, nếu không nói là hàng tỷ lần, khối lượng của Mặt trời.
Người ta tin rằng gần như tất cả các thiên hà lớn như Dải Ngân hà của chúng ta đều chứa một SMBH nằm ở trung tâm của nó.
“SMBH cũng đã được tìm thấy ở các thiên hà rất xa khi chúng xuất hiện chỉ vài trăm triệu năm sau vụ nổ lớn”, Tiến sĩ Marc Sarzi, thành viên nhóm nghiên cứu của Tiến sĩ Davis từ Đài thiên văn & Đài thiên văn Armagh chia sẻ.
“Điều này cho thấy rằng ít nhất một số SMBH có thể đã phát triển rất lớn trong một thời gian rất ngắn, rất khó để giải thích theo các mô hình cho sự hình thành và tiến hóa của các thiên hà.”
“Tất cả các lỗ đen phát triển khi chúng nuốt những đám mây khí và phá vỡ những ngôi sao liên kết quá gần với chúng, nhưng một số có cuộc sống năng động hơn những con khác.”
“Tìm kiếm SMBH nhỏ nhất trong các thiên hà gần đó có thể giúp chúng tôi tiết lộ SMBH bắt đầu như thế nào”, Tiến sĩ Sarzi tiếp tục.
Trong nghiên cứu của họ, nhóm nghiên cứu quốc tế đã sử dụng các kỹ thuật hoàn toàn mới để phóng to hơn vào trung tâm của một thiên hà nhỏ gần đó, được gọi là NGC404, hơn bao giờ hết, cho phép họ quan sát các đám mây khí xoáy bao quanh SMBH ở trung tâm của nó.
Kính viễn vọng ALMA cho phép nhóm nghiên cứu giải quyết các đám mây khí trong lòng thiên hà, tiết lộ chi tiết chỉ 1,5 năm ánh sáng, khiến đây trở thành một trong những bản đồ khí có độ phân giải cao nhất từng được tạo ra từ một thiên hà khác.
Việc có thể quan sát thiên hà này với độ phân giải cao như vậy cho phép nhóm nghiên cứu vượt qua kết quả mâu thuẫn trong một thập kỷ và tiết lộ bản chất thực sự của SMBH tại trung tâm của thiên hà.
“Nghiên cứu của chúng tôi chứng minh rằng với kỹ thuật mới này, chúng tôi thực sự có thể bắt đầu khám phá cả tính chất và nguồn gốc của những vật thể bí ẩn này”, tiến sĩ Davis tiếp tục.
“Nếu có một khối lượng tối thiểu cho một lỗ đen siêu lớn, chúng ta vẫn chưa tìm thấy nó.”
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Cardiff . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :