Lỗ đen chạy trốn tạo ra một vệt sao được chụp lại bởi Hubble

Giống như một sinh vật vô hình đang hoành hành trong vũ trụ. Nó di chuyển với tốc độ kinh hoàng, vượt qua những khoảng không gian giữa các thiên hà chỉ trong vài phút. Nếu nó xuất hiện trong hệ Mặt trời của chúng ta, nó có thể di chuyển từ Trái đất đến Mặt trăng chỉ trong 14 phút. Đây là một lỗ đen siêu nặng, nặng đến mức bằng 20 triệu lần khối lượng của Mặt trời.

Với tầm ảnh hưởng của mình, lỗ đen này đã tạo ra một dấu vết mới trên bầu trời đầy sao, một “vệt” dài 200.000 năm ánh sáng, mà trước đây chưa từng được ghi nhận. Nó bao gồm những ngôi sao mới sinh và có đường kính gấp đôi so với Dải Ngân hà của chúng ta. Có thể rằng nó là sản phẩm của một trò chơi đầy kỳ lạ giữa ba lỗ đen khổng lồ.

Credits: NASA, ESA, Leah Hustak (STScI)

Thay vì nuốt chửng các ngôi sao trên đường đi của nó, lỗ đen này đang hút khí để tạo ra những ngôi sao mới. Điều đó xảy ra dọc theo một hành lang hẹp, khiến cho lỗ đen không có thời gian để “ăn” các vật thể lớn hơn. Nó di chuyển quá nhanh để có thể làm những điều đó. Tuy nhiên, chúng ta đã có cơ hội chứng kiến những hiện tượng kỳ lạ này nhờ vào Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA.

Pieter van Dokkum, một nhà khoa học của Đại học Yale tại New Haven, đã chia sẻ rằng chúng ta đang quan sát được sự phát triển của các sao sau khi chúng được hình thành từ khí lạnh bị hút vào lỗ đen. Ông cho rằng việc quan sát sự hình thành sao ở sau lỗ đen là rất quan trọng. Cột khói kéo dài từ lỗ đen đến thiên hà mẹ của nó, và ở đầu cột khói, có một nút oxy bị ion hóa sáng rực. Các nhà nghiên cứu tin rằng khí có thể bị sốc và nóng lên do va chạm với lỗ đen hoặc bức xạ từ một đĩa bồi tụ xung quanh lỗ đen. Ông van Dokkum cho biết rằng khí phía trước lỗ đen bị sốc bởi tốc độ siêu thanh của lỗ đen khi di chuyển qua chất khí. Tuy nhiên, cách thức hoạt động chính xác của nó vẫn chưa được hiểu rõ.

Ông van Dokkum tiếp tục chia sẻ rằng việc phát hiện ra điều này là hoàn toàn tình cờ. Ông đang tìm kiếm các cụm sao hình cầu trong một thiên hà lùn gần đó và đã phát hiện ra điều kì lạ này khi quét qua hình ảnh Hubble. Ban đầu, ông nghĩ rằng nó chỉ là một tia vũ trụ chiếu vào máy ảnh và tạo ra một hiệu ứng hình ảnh tuyến tính. Tuy nhiên, khi loại bỏ các tia vũ trụ, ông nhận ra rằng nó vẫn tồn tại và không giống bất cứ thứ gì ông từng thấy trước đó.

Credits: NASA, ESA, Pieter van Dokkum (Yale); Image Processing: Joseph DePasquale (STScI)

Nhóm nghiên cứu của van Dokkum đã quyết định theo dõi quang phổ của vệt sao bí ẩn bằng Đài quan sát W. M. Keck ở Hawaii để tìm hiểu thêm về tính chất kỳ lạ của nó. Van Dokkum mô tả vệt sao này là “đáng kinh ngạc và rất sáng, không giống bất cứ thứ gì chúng tôi từng thấy trước đây.” Từ đó, nhóm nghiên cứu suy ra rằng họ đang quan sát hậu quả của một lỗ đen di chuyển qua một quầng khí bao quanh thiên hà chủ.

Các nhà khoa học cho rằng, sự gia tăng đáng kể về số lượng lỗ đen trong các thiên hà có thể được giải thích bằng nhiều vụ va chạm của các lỗ đen siêu lớn. Nhiều nghiên cứu cho thấy, hai thiên hà đầu tiên hợp nhất đã xảy ra cách đây khoảng 50 triệu năm. Sự hợp nhất này đã dẫn đến việc tập hợp hai lỗ đen siêu lớn tại trung tâm của chúng, và chúng quay quanh nhau như một lỗ đen nhị phân.

Sau đó, một thiên hà khác xuất hiện đồng thời với một lỗ đen siêu lớn riêng biệt của nó. Hiện tượng này phù hợp với ngạn ngữ cổ “hai công ty và ba là một đám đông”. Ba lỗ đen lẫn lộn với nhau dẫn đến một cấu hình hỗn loạn và không ổn định. Một trong hai lỗ đen cướp động lượng của hai lỗ đen khác và bị đẩy ra khỏi thiên hà chủ. Hệ nhị phân ban đầu có thể vẫn còn nguyên vẹn hoặc lỗ đen xen kẽ mới có thể đã thay thế một trong hai lỗ đen trong hệ nhị phân ban đầu và loại bỏ đối tác trước đó.

Khi một lỗ đen di chuyển theo một hướng, các lỗ đen nhị phân sẽ bắn ra theo hướng ngược lại. Có một đặc điểm được quan sát ở phía đối diện của thiên hà chủ, có thể đó là lỗ đen nhị phân đang chạy trốn. Bằng chứng rõ ràng cho điều này là không có dấu hiệu nào của một lỗ đen đang hoạt động còn lại ở trung tâm của thiên hà. Tiếp theo, các quan sát tiếp theo sẽ được thực hiện bằng Kính viễn vọng Không gian James Webb của NASA và Đài quan sát tia X Chandra để xác nhận giải thích về lỗ đen.

Kính viễn vọng vũ trụ Nancy Grace Roman, một dự án của NASA sắp được triển khai sẽ mang đến cho chúng ta một góc nhìn rộng hơn về vũ trụ với độ phân giải tinh tế không thua kém so với Kính viễn vọng Hubble. Với tính chất khảo sát của mình, kính viễn vọng được trang bị công nghệ phần mềm máy học, giúp tìm kiếm các hiện tượng vũ trụ hiếm gặp và khó xảy ra hơn trong các vùng khác của không gian. Nhà thiên văn học van Dokkum cho rằng việc tìm kiếm các hình dạng kỳ lạ cụ thể trong dữ liệu thiên văn sẽ đòi hỏi sự hỗ trợ từ các thuật toán tiên tiến.

Đây là nghiên cứu được công bố trên tạp chí The Astrophysical Journal Letters vào ngày 6 tháng 4 .


Add Comment