Phát hiện hố đen khổng lồ lang thang trong vũ trụ
Các nhà thiên văn học lần đầu phát hiện một hố đen khổng lồ lang thang trong vũ trụ, thay vì đứng yên tại trung tâm các thiên hà như phần lớn hố đen khác.
Hố đen đặc biệt trên được các nhà khoa học tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian (Mỹ) tìm ra và vừa được công bố trên The Astrophysical Journal - một tạp chí hàng đầu trong lĩnh vực vật lý thiên văn.
Hố đen đặc biệt
Dominic Pesce, nhà thiên văn học tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonia, đã cùng các cộng sự quan sát 10 thiên hà xa xôi và các hố đen khổng lồ tại trung tâm của chúng trong 5 năm qua.
"Chúng tôi không cho rằng phần lớn lỗ đen khổng lồ có thể di chuyển. Chúng quá nặng nên rất khó di chuyển. Để dễ hiểu, việc đá cho một quả bóng bowling di chuyển sẽ khó hơn nhiều việc đá quả bóng đá - và trong trường hợp này, 'quả bóng bowling' có khối lượng gấp vài triệu lần Mặt Trời. Để làm nó di chuyển sẽ cần một lực rất lớn", ông Pesce, chủ nhiệm đề tài nghiên cứu, nói thêm.
Hình ảnh minh họa một hố đen và đĩa bồi tụ của nó. Ảnh: NASA.
Các nhà khoa học đã so sánh tốc độ di chuyển của các thiên hà với lỗ đen của chúng để xem có sự khác biệt nào không. "Chúng tôi dự đoán chúng có cùng vận tốc. Nếu không, điều đó có nghĩa là có sự xáo trộn tại hố đen", ông Pesce nhấn mạnh.
Đối tượng được tập trung nghiên cứu là các hố đen có chứa nước tại đĩa bồi tụ - một vùng chứa các vật chất bị hút vào bên trong hố đen. Khi xoay trong đĩa bồi tụ, nước sẽ phát ra các dấu hiệu ánh sáng vô tuyến được gọi là maser. Tính hiệu này được hệ thống ăng ten ghi lại và được dùng để xác định vận tốc của các hố đen.
Kết quả nghiên cứu cho thấy 9 trong số 10 hố đen đứng yên, trong khi một hố đen có vẻ như đang di chuyển.
Hố đen đặc biệt này nằm cách Trái Đất khoảng 230 triệu năm ánh sáng và nằm ở trung tâm thiên hà J0437+2456. Đây là một hố đen khổng lồ với khối lượng gấp 3 triệu lần so với Mặt Trời.
Vì sao hố đen di chuyển?
Sau khi tìm ra hố đen trên, nhóm nghiên cứu đã tiếp tục quan sát nó bằng Đài thiên văn Arecibo (ở Puerto Rico) và Đài thiên văn Gemini (ở Hawaii, Mỹ) nhằm xác định vận tốc của nó. Kết quả cho thấy hố đen trên di chuyển ở tốc độ lên tới 180.000 km/h.
Các nhà nghiên cứu chưa thể khẳng định nguyên nhân khiến hố đen này di chuyển, song họ đã thu hẹp các khả năng xuống còn hai giả thuyết.
Hình ảnh mô phỏng việc hai hố đen va chạm với nhau. Ảnh: LIGO.
"Chúng ta có thể đang quan sát kết quả của việc hai hố đen khổng lồ hợp nhất. Việc hợp nhất có thể khiến hố đen mới sinh ra bị giật lùi lại, và chúng ta dường như đang quan sát quá trình đó", Jim Cordon, nhà thiên văn học vô tuyến tại Đài thiên văn Vô tuyến Quốc gia Virginia, bình luận.
Khả năng thứ hai là việc còn một hố đen khác bên trong thiên hà được nghiên cứu.
Theo ông Pesce, trong thiên hà J0437+2456 có thể có hai hố đen khác nhau, và hố đen còn lại chưa được tìm thấy do thiếu sự phát xạ maser - khiến nó trở nên vô hình trước các hệ thống quan sát vô tuyến.
Một phần di sản của Đài thiên văn Arecibo
Phát hiện này là một trong nhiều nghiên cứu sử dụng các quan sát của Đài thiên văn Arecibo.
Đài thiên văn này được hoàn thành vào năm 1963. Thiết bị quan sát chính của nó là một kính viễn vọng dài đến 305m và là kính viễn vọng đơn khẩu lớn nhất thế giới trong hàng chục năm. Nó chỉ bị soán ngôi vào năm 2016 khi Trung Quốc khánh thành Kính viễn vọng hình cầu khẩu độ 500 (FAST).
Đài thiên văn Arecibo sau khi sụp đổ. Ảnh: Getty.
Vào đêm 30/11/2020, cấu trúc nặng 820 tấn của kính thiên văn đã rời dây cáp thép và rơi xuống phần đĩa rộng 305 m bên dưới. Điều này xảy ra chỉ vài tuần sau khi cơ quan quản lý tuyên bố sẽ cho ngừng hoạt động và tháo dỡ nó. Trước đó, hai dây cáp phụ đã đứt, khiến đài thiên văn này phải chấm dứt hoạt động.
Quỹ Khoa học Quốc gia Mỹ - cơ quan chủ quản đài thiên văn này - đã báo cáo lên Quốc hội về việc tháo dỡ nó và đề xuất các kế hoạch tương lai.
Cơ quan này cho biết đài thiên văn vẫn sẽ tiếp tục hỗ trợ các nghiên cứu khoa học, và đội bảo trì sẽ ưu tiên các bộ phận có thể được sửa chữa với kinh phí hiện có.
