Buzz
Một nghiên cứu đột phá mới đây đã xác nhận sự tồn tại của một "lỗ đen di chuyển tự do" trong một thiên hà lùn gần Dải Ngân Hà.
Tín hiệu vô tuyến kỳ lạ được phát hiện cách trung tâm thiên hà gần 3.000 năm ánh sáng đang làm thay đổi các lý thuyết cũ, mang đến cái nhìn mới về sự hình thành và vai trò của các lỗ đen siêu khối lượng trong vũ trụ.
Trải qua nhiều thập kỷ, các nhà thiên văn học cho rằng các lỗ đen siêu khối lượng luôn nằm ở trung tâm của các thiên hà, như những "trái tim" vĩ đại. Tuy nhiên, một nghiên cứu gần đây trên tạp chí Science Bulletin đã làm đảo lộn quan điểm này. Một nhóm nghiên cứu quốc tế dưới sự dẫn dắt của nhà khoa học An Tao từ Đài quan sát Thiên văn Thượng Hải đã phát hiện ra một lỗ đen không ở trung tâm thiên hà mà lang thang ở vùng ngoại vi, cách lõi thiên hà lùn MaNGA 12772-12704 khoảng 3.000 năm ánh sáng, đặc biệt hơn, nó đang phát ra tín hiệu vô tuyến mạnh mẽ.
Phát hiện này không chỉ biến lý thuyết về "lỗ đen lang thang" thành sự thật mà còn mở ra một chương mới trong việc nghiên cứu sự tiến hóa của các lỗ đen siêu khối lượng.
Các nhà khoa học đang tìm kiếm những lỗ đen này trong các thiên hà lùn, được xem như những "hóa thạch vũ trụ" bởi lịch sử tiến hóa đơn giản của chúng, lưu giữ những manh mối quý giá về vũ trụ sơ khai.
Theo lý thuyết, khi các thiên hà sáp nhập, sóng hấp dẫn tạo ra có thể đủ mạnh để đẩy các lỗ đen ra khỏi trung tâm thiên hà lùn, khiến chúng di chuyển ra các vùng ngoại vi. Mặc dù các mô phỏng đã dự đoán hiện tượng này, nhưng bằng chứng quan sát trực tiếp vẫn chưa có.
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Kính viễn vọng Vô tuyến Mảng đường cơ sở rất dài (VLA) để quan sát thiên hà lùn MaNGA 12772-12704. Họ phát hiện rằng nguồn bức xạ vô tuyến của thiên hà này không nằm ở vị trí trung tâm như lẽ ra phải có.
Hình ảnh thu được cho thấy một nguồn phát xạ vô tuyến nhỏ gọn với nhiệt độ sáng cực cao và một cấu trúc tia vật chất mở rộng, những đặc điểm đặc trưng của một nhân thiên hà hoạt động (AGN). Quan trọng hơn, dữ liệu lưu trữ từ năm 1993 đến 2023 chỉ ra rằng nguồn vô tuyến này có khả năng thay đổi ánh sáng theo thời gian trong nhiều thập kỷ, điều này loại trừ khả năng đây chỉ là tàn dư của một vụ nổ siêu tân tinh.
Với khối lượng khoảng 300.000 lần khối lượng Mặt Trời, lỗ đen này được xếp vào nhóm lỗ đen khối lượng trung bình. Nhà nghiên cứu Liu Yuanqi mô tả nó như một "ngọn hải đăng vũ trụ", chiếu sáng bởi một lỗ đen không còn ở trung tâm nhưng vẫn phát ra năng lượng mạnh mẽ. Đây là một trong những trường hợp hiếm hoi và có độ dịch chuyển đỏ thấp nhất từng được xác nhận.
Khám phá này có ý nghĩa lớn, thách thức quan điểm cho rằng các lỗ đen siêu khối lượng chỉ phát triển nhanh chóng ở trung tâm thiên hà thông qua việc bồi tụ khí. Nghiên cứu này chỉ ra rằng các lỗ đen có thể tích tụ vật chất và hình thành các luồng năng lượng mạnh mẽ ngay cả khi chúng lang thang ở vùng ngoại vi.
Điều này ủng hộ lý thuyết "tăng trưởng phân tán" của các lỗ đen siêu khối lượng trong vũ trụ sơ khai, cho thấy chúng có thể phát triển phân tán khắp các thiên hà và sau đó sáp nhập lại để đạt được khối lượng khổng lồ.
Ngoài ra, các luồng vật chất mạnh mẽ phát ra từ "lỗ đen lang thang" có thể truyền năng lượng vào khí xung quanh, làm gián đoạn quá trình hình thành sao và thay đổi vòng đời của các thiên hà chủ từ xa.
Điều này khiến chúng ta phải suy nghĩ lại về mối quan hệ đồng tiến hóa giữa lỗ đen và các thiên hà. Chúng không chỉ là "động cơ" trung tâm, mà còn có thể âm thầm hình thành nên cấu trúc của cả một thiên hà.
Với sự xuất hiện của các thế hệ kính thiên văn tiên tiến, như Mảng lõi của kính thiên văn vô tuyến China Sky Eye và Kính thiên văn Mảng Kilomet vuông (Square Kilometer Array), các nhà thiên văn học sẽ có thể thực hiện các khảo sát hệ thống với độ nhạy và độ phân giải cao hơn. Điều này hứa hẹn sẽ dẫn đến những khám phá quan trọng, giúp chúng ta tìm kiếm và nghiên cứu thêm nhiều lỗ đen lang thang.
Có thể trong tương lai, chúng ta sẽ nhận ra rằng những "du khách vô hình" này không phải là hiếm gặp mà thực sự rất phổ biến trong vũ trụ, âm thầm nhưng ảnh hưởng sâu rộng đến vòng đời của các thiên hà.
