Các mô hình cho thấy va chạm thiên hà có thể làm chết các lỗ đen lớn

Trước đây người ta cho rằng va chạm giữa các thiên hà nhất thiết sẽ làm tăng thêm hoạt động của các lỗ đen khổng lồ tại trung tâm của chúng. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu đã thực hiện các mô phỏng chính xác nhất của một loạt các kịch bản va chạm và nhận thấy rằng một số va chạm có thể làm giảm hoạt động của các lỗ đen trung tâm của chúng. Nguyên nhân là do một số vụ va chạm trực diện trên thực tế có thể xóa sạch các hạt nhân thiên hà của vật chất mà nếu không sẽ cung cấp nhiên liệu cho các lỗ đen chứa bên trong.

Khi chúng ta nghĩ về những hiện tượng khổng lồ như sự va chạm của các thiên hà, chúng ta có thể tưởng tượng nó giống như một loại đại hồng thủy vũ trụ nào đó, với những ngôi sao va chạm và phát nổ, và sự hủy diệt ở quy mô hoành tráng. Nhưng trên thực tế, nó gần giống với một cặp mây kết hợp, thường là một đám mây lớn hơn hấp thụ một đám mây nhỏ hơn. Không có khả năng bất kỳ ngôi sao nào bên trong chúng sẽ tự va chạm. Nhưng điều đó nói lên rằng, khi các thiên hà va chạm, hậu quả có thể rất lớn.

Các thiên hà va chạm theo nhiều cách khác nhau. Đôi khi một thiên hà nhỏ sẽ va chạm với phần bên ngoài của thiên hà lớn hơn và đi qua hoặc hợp nhất, trong cả hai trường hợp, trao đổi rất nhiều sao trên đường đi. Nhưng các thiên hà cũng có thể va chạm trực diện, nơi thiên hà nhỏ hơn trong hai thiên hà sẽ bị xé toạc do chế ngự lực thủy triều của thiên hà lớn hơn. Trong kịch bản này, một điều gì đó rất thú vị có thể xảy ra bên trong hạt nhân thiên hà.

Yohei Miki, người thuộc Đại học Tokyo, cho biết: “Ở trung tâm của hầu hết các thiên hà là một lỗ đen khổng lồ, hay còn gọi là MBH. Miễn là các nhà thiên văn đã khám phá các vụ va chạm thiên hà, người ta đã cho rằng một vụ va chạm sẽ luôn cung cấp nhiên liệu cho MBH ở dạng vật chất bên trong hạt nhân. Và nhiên liệu sẽ được coi là tia cực tím và tia X trong số những thứ khác này sẽ cung cấp cho MBH, làm tăng đáng kể hoạt động của nó. Tuy nhiên, giờ đây chúng ta có lý do chính đáng để tin rằng chuỗi sự kiện này không phải là không thể tránh khỏi và trên thực tế, điều ngược lại đôi khi có thể đúng. “

Có vẻ hợp lý khi một vụ va chạm giữa thiên hà sẽ chỉ làm tăng hoạt động của MBH, nhưng Miki và nhóm của anh ấy rất tò mò muốn thử nghiệm khái niệm này. Họ đã xây dựng các mô hình rất chi tiết về các kịch bản va chạm giữa các thiên hà và chạy chúng trên các siêu máy tính. Nhóm nghiên cứu rất vui khi thấy rằng trong một số trường hợp, một thiên hà nhỏ đang đến có thể thực sự lấy đi vật chất xung quanh MBH của thiên hà lớn hơn. Điều này sẽ làm giảm thay vì tăng hoạt động của nó.

Miki cho biết thêm: “Chúng tôi đã tính toán sự tiến hóa động học của vật chất khí bao quanh MBH theo hình xuyến hay còn gọi là ‘bánh rán’. Nếu thiên hà tới tăng tốc hình xuyến này trên một ngưỡng nhất định được xác định bởi tính chất của MBH, thì vật chất sẽ bị đẩy ra và MBH sẽ bị bỏ đói. Những sự kiện này có thể kéo dài trong khu vực một triệu năm, mặc dù chúng tôi vẫn không chắc chắn về Việc ngăn chặn hoạt động đội MBH có thể kéo dài bao lâu. “

Nghiên cứu này có thể giúp chúng ta hiểu được sự tiến hóa của Dải Ngân hà của chính chúng ta. Các nhà thiên văn tự tin rằng thiên hà của chúng ta đã va chạm với nhiều thiên hà nhỏ hơn trước đây.

Nguồn truyện:

Tài liệu do Đại học Tokyo cung cấp . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa về kiểu dáng và độ dài.

Tham khảo Tạp chí :

1. Yohei Miki, Masao Mori và Toshihiro Kawaguchi. Sự phá hủy của hồ chứa khí lỗ đen trung tâm thông qua các vụ va chạm trực diện với thiên hà . Thiên văn học Tự nhiên , 2021 DOI: 10.1038 / s41550-020-01286-9