Hàng chục hố đen 'lang thang' khuấy đảo dải Ngân hà

7 giờ trướcBài gốc

Những hố đen bí ẩn này, thuộc loại hố đen hiếm nhất trong vũ trụ, có thể là chìa khóa để giải mã một trong những câu hỏi lớn nhất về sự tiến hóa của các hố đen.

Dải Ngân hà hiện được biết đến là nơi cư trú của hàng triệu hố đen nhỏ, mỗi hố đen có khối lượng gấp vài lần đến vài chục lần Mặt trời cùng với một hố đen siêu lớn ở trung tâm, Sagittarius A*, có khối lượng khoảng 4,5 triệu lần khối lượng Mặt trời. Tuy nhiên, giới khoa học từ lâu đã đặt ra câu hỏi liệu có tồn tại hố đen khối lượng trung gian, gọi tắt là IMBH trong thiên hà của chúng ta hay không.

Hình minh họa về một lỗ đen xé nát một ngôi sao - Ảnh: NASA

Theo lý thuyết, IMBH có khối lượng dao động trong khoảng từ 10.000 - 100.000 lần khối lượng Mặt trời, nằm giữa hố đen sao và hố đen siêu lớn. Việc phát hiện hoặc phủ nhận sự tồn tại của IMBH có thể đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu cách các hố đen hình thành và phát triển theo thời gian.

Cho đến nay, những bằng chứng về sự tồn tại của IMBH vẫn còn rất hạn chế và chủ yếu đến từ các tín hiệu không chắc chắn quan sát được trong các thiên hà lùn. Chưa có bằng chứng rõ ràng nào cho thấy những hố đen này tồn tại trong các thiên hà lớn như Ngân hà.

Mô phỏng gợi ý có hàng chục IMBH trong Dải Ngân hà

Vào tháng 4, một nhóm nhà khoa học từ Đại học Zurich, Thụy Sĩ, đã tiến hành nghiên cứu bằng cách sử dụng mô phỏng vũ trụ nhằm đánh giá "liệu Ngân hà có thể chứa một quần thể IMBH hay không". Kết quả mô phỏng của họ đã được chấp nhận công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Dựa trên các mô hình mô phỏng quá trình tiến hóa của một thiên hà tương tự dải Ngân hà, nhóm nghiên cứu phát hiện rằng thiên hà của chúng ta có thể chứa từ 5 - 18 hố đen trung bình đang "lang thang", tức là không nằm gần trung tâm mà phân tán trong đĩa thiên hà. Sự hiện diện của các hố đen này được lý giải là hệ quả của quá trình hình thành và phát triển của thiên hà trong vũ trụ.

Các thiên hà không hình thành một cách độc lập mà phát triển bằng cách hợp nhất với các thiên hà nhỏ hơn xung quanh, quá trình này thường được gọi là “ăn thịt thiên hà”. Trong suốt lịch sử của mình, dải Ngân hà được cho là đã hấp thụ ít nhất một chục thiên hà lùn, và có thể còn nhiều hơn nữa. Một số thiên hà lùn đó có thể đã chứa IMBH.

Giả định phổ biến trước đây là các hố đen lớn sẽ dần trôi về trung tâm thiên hà chủ sau khi thiên hà của chúng bị hấp thụ, nơi chúng cuối cùng hợp nhất với hố đen siêu lớn trung tâm. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy không phải tất cả IMBH đều di chuyển về lõi trung tâm. Thay vào đó, nhiều hố đen có thể được giữ lại ở các vùng ngoại vi và tiếp tục trôi nổi trong đĩa thiên hà.

Số lượng chính xác các IMBH hiện diện phụ thuộc vào vị trí ban đầu của chúng trong thiên hà gốc, nếu chúng sinh ra gần trung tâm của một thiên hà lùn bị tiêu thụ, khả năng trôi về trung tâm Ngân hà cao hơn. Ngược lại, nếu chúng hình thành ở vùng ngoại vi, chúng có nhiều khả năng tiếp tục tồn tại độc lập như các “lữ khách vũ trụ”.

Mặc dù nhóm nghiên cứu tỏ ra lạc quan trước các kết quả mô phỏng, họ cũng nhấn mạnh rằng cần phải thận trọng trong việc diễn giải các phát hiện. Các mô hình không thể xác định chính xác khối lượng của các hố đen này cũng như vị trí cụ thể của chúng trong thiên hà. Điều đó có nghĩa là mặc dù có dấu hiệu mạnh mẽ cho thấy sự tồn tại của IMBH, nhưng chúng ta vẫn chưa biết chắc nên bắt đầu tìm kiếm ở đâu.

Phát hiện này mang lại hướng nghiên cứu mới cho các nhà thiên văn học, đặc biệt trong bối cảnh các công nghệ quan sát không gian đang được cải tiến đáng kể, bao gồm kính viễn vọng không gian James Webb. Việc xác nhận sự tồn tại của IMBH trong dải Ngân hà không chỉ giúp hiểu thêm về lịch sử hình thành của chính thiên hà chúng ta mà còn có thể giúp giải mã nguồn gốc của các hố đen siêu lớn tại trung tâm mỗi thiên hà.

Hoàng Vũ

Nguồn Một Thế Giới : https://1thegioi.vn/hang-chuc-ho-den-lang-thang-khuay-dao-dai-ngan-ha-232931.html