Buzz
Các nhà thiên văn vừa phát hiện một trong những hố đen siêu nặng nhất từng được ghi nhận trong vũ trụ bao la.
Dù sở hữu khối lượng khủng khiếp nhưng hố đen này lại ở trạng thái bất hoạt, không hút vật chất và lặng lẽ tồn tại tại trung tâm một 'thiên hà hóa thạch'.
Sự hiện diện của nó đánh dấu giai đoạn cuối trong quá trình tiến hóa thiên hà, đồng thời giải đáp nhiều bí ẩn về sự hình thành và phát triển của các lỗ đen siêu khối lượng.
Trường hấp dẫn cực mạnh từ nó có thể bẻ cong không-thời gian, tạo hiệu ứng thấu kính hấp dẫn biến ánh sáng từ các thiên hà xa thành vòng tròn sáng hình móng ngựa - bằng chứng hùng hồn về sự tồn tại của nó.
Cách Trái Đất 5 tỷ năm ánh sáng, hố đen khổng lồ này tại trung tâm thiên hà 'Cosmic Horseshoe' là ứng viên sáng giá cho danh hiệu hố đen lớn nhất vũ trụ. Thiên hà chủ của nó đủ lớn để uốn cong không-thời gian, tạo hiệu ứng thấu kính độc đáo.
Điều đặc biệt là lỗ đen này hoàn toàn 'tĩnh lặng', không tích cực hút vật chất hay phát xạ năng lượng như những lỗ đen hoạt động khác.
"Khám phá này liên quan đến một lỗ đen đang trong trạng thái 'ngủ đông', không hấp thụ vật chất tại thời điểm nghiên cứu," Carlos Melo, trưởng nhóm nghiên cứu tại Đại học Liên bang Rio Grande do Sul (Brazil), giải thích. "Chúng tôi phát hiện ra nó nhờ tác động hấp dẫn khổng lồ và ảnh hưởng của nó lên vùng không gian xung quanh".
Trường hấp dẫn của lỗ đen này mạnh tới mức làm lệch đường đi ánh sáng từ thiên hà phía sau, hiện tượng được gọi là thấu kính hấp dẫn. Hiệu ứng này tạo ra một vòng sáng hình móng ngựa - bằng chứng không thể chối cãi về sự hiện diện của một vật thể cực kỳ đặc và khổng lồ.
Ánh sáng bị bẻ cong, các ngôi sao lao đi với vận tốc 'chóng mặt'
Để tìm ra 'quái vật' vũ trụ này, các nhà khoa học đã kết hợp hai phương pháp thiên văn hiện đại: động lực học sao (nghiên cứu chuyển động của các ngôi sao trong thiên hà) và hiệu ứng thấu kính hấp dẫn (sự bẻ cong ánh sáng do trọng lực).
Cách tiếp cận này giúp nhóm nghiên cứu vượt qua giới hạn của các phương pháp phát hiện lỗ đen truyền thống vốn chỉ hiệu quả ở khoảng cách gần. Họ quan sát thấy các ngôi sao gần trung tâm thiên hà di chuyển với tốc độ lên tới 400 km/s - dấu hiệu rõ ràng của một lực hấp dẫn khủng khiếp.
Tốc độ này nhanh đến nỗi, nếu một vật thể di chuyển tương tự trên Trái Đất, nó có thể bay vòng quanh hành tinh 10 lần chỉ trong một tiếng đồng hồ.
"Nhờ kết hợp hai phương pháp đo lường, chúng tôi hoàn toàn tự tin khẳng định sự tồn tại của lỗ đen này," Giáo sư Thomas Collett từ Đại học Portsmouth cho biết. "Nó nằm trong top 10 lỗ đen siêu khối lượng lớn nhất từng được phát hiện, và rất có thể là lỗ đen nặng nhất. Phương pháp của chúng tôi cho phép xác định khối lượng của nó chính xác hơn hầu hết các lỗ đen khác".
"Nghĩa địa thiên hà" - nơi sinh ra quái vật vũ trụ khổng lồ
Thiên hà chứa hố đen này thuộc nhóm đặc biệt gọi là 'thiên hà hóa thạch', đại diện cho giai đoạn cuối trong quá trình tiến hóa thiên hà. Những cấu trúc này hình thành khi một cụm thiên hà đông đúc tan rã, hợp nhất thành một thiên hà thống trị duy nhất.
Các nhà khoa học cho rằng khối lượng khổng lồ của lỗ đen này có thể là kết quả của quá trình hợp nhất nhiều lỗ đen siêu nặng nhỏ hơn, xảy ra khi các thiên hà chủ va chạm và sáp nhập qua thời gian.
Khám phá này mang ý nghĩa quan trọng. Giới thiên văn nhận định sự phát triển của các lỗ đen siêu nặng có mối liên hệ mật thiết với quá trình tiến hóa thiên hà. Khi thiên hà phát triển, chúng dẫn vật chất về phía lỗ đen trung tâm.
Một phần vật chất này trở thành nhiên liệu cho lỗ đen , nhưng phần lớn bị đẩy ra bằng các tia năng lượng khủng khiếp gọi là chuẩn tinh - những nguồn sáng cực mạnh đốt nóng và thổi bay khí, ngăn chặn sự hình thành sao mới. "Chúng tôi tin kích thước thiên hà và hố đen có mối quan hệ chặt chẽ", Collett chia sẻ. "Chuẩn tinh bơm năng lượng khổng lồ vào thiên hà chủ, ngăn khí gas ngưng tụ tạo sao mới".
Dải Ngân Hà của chúng ta có một lỗ đen trung tâm 'hiền lành' với khối lượng khoảng 4 triệu Mặt Trời. Hiện nó đang ngủ yên, nhưng các nhà thiên văn dự đoán nó sẽ thức giấc. Khoảng 4.5 tỷ năm nữa, khi Ngân Hà va chạm với Andromeda, vụ sáp nhập có thể đánh thức lỗ đen trung tâm, biến nó thành chuẩn tinh.
Điều trớ trêu là khám phá đột phá này không nằm trong kế hoạch ban đầu của nhóm nghiên cứu. Họ đang khảo sát phân bố vật chất tối trong 'vòm ngựa vũ trụ' thì vô tình phát hiện sự hiện diện của hố đen khổng lồ này.
Với phương pháp mới được kiểm chứng, nhóm nghiên cứu dự định ứng dụng nó vào dữ liệu từ kính thiên văn không gian Euclid của ESA, mở đường cho việc phát hiện thêm những 'gã khổng lồ ngủ quên' ẩn mình trong vũ trụ bao la.
Công trình nghiên cứu này đã được đăng tải trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Những phát hiện mới giúp chúng ta có cái nhìn sâu sắc hơn về quá trình hình thành, phát triển của các lỗ đen và tác động của chúng tới sự tiến hóa thiên hà.
Lỗ đen 'quái vật' này không đơn thuần là một hiện tượng thiên văn kỳ thú, mà còn là minh chứng cho sự kỳ bí và phức tạp của vũ trụ - nơi vẫn còn vô vàn bí ẩn chờ được khám phá.
