Tháng 09, 2019
Thứ hai
Thứ Sáu, ngày 09/08/2019 07:25 AM (GMT+7)

Hố đen lớn gấp 40 tỷ lần Mặt trời vừa được phát hiện, có gì đặc biệt?

Hố đen này nằm ở trung tâm của một thiên hà có tên Holmberg 15A, một thiên hà hình elip siêu sáng, cách chúng ta khoảng 700 triệu năm ánh sáng, nằm gần trung tâm của cụm thiên hà Abell 85.

Hố đen này được phát hiện bởi nhà thiên văn học Kianusch Mehrgan và đồng nghiệp của cô tại Viện thiên văn vô tuyến Max Planck và Đài thiên văn Đại học Munich, Đức. 

Hố đen khổng lồ, có kích thước gấp 40 tỷ lần Mặt trời. Hố đen Holm 15A* cách Trái Đất hàng trăm triệu năm ánh sáng, và lớn đến mức hệ Mặt Trời có thể nằm gọn trong chân trời sự kiện của nó.

Hố đen lớn gấp 40 tỷ lần Mặt trời vừa được phát hiện, có gì đặc biệt? - 1

 Holm 15A* là một trong những hố đen lớn nhất vũ trụ. 

Đây là một trong những lỗ đen lớn nhất từng được tìm thấy và cũng là hố đen lớn nhất được phát hiện, bằng cách theo dõi chuyển động của các ngôi sao xung quanh nó. Các tính toán trước đó dựa trên động lực của thiên hà và cụm thiên hà đã dẫn đến ước tính khối lượng của Holm 15A lên tới 310 tỷ lần khối lượng Mặt trời. Tuy nhiên, đây đều là những phép đo gián tiếp đối với hố đen.

Nghiên cứu mới đây đã đánh dấu phép đo trực tiếp đầu tiên trên một hố đen cách Trái đất vô cùng xa.

“Chúng tôi sử dụng mô hình Schwarzschild có tính đối xứng cầu, để phân tích động học của sao Holm 15A từ các quan sát quang phổ trường rộng, độ phân giải cao mới thu được bằng máy thăm dò quang phổ đa đơn vị tại đài thiên văn Nam châu Âu. Chúng tôi đã tìm thấy một lỗ đen siêu lớn với khối lượng tương đương (4,0 ± 0,80) × 1010 khối lượng Mặt trời ở trung tâm thiên hà Holm 15A” - các nhà nghiên cứu viết trong báo cáo.

Hố đen lớn gấp 40 tỷ lần Mặt trời vừa được phát hiện, có gì đặc biệt? - 2

Cụm thiên hà Abell 85.

Tuy nhiên, đây không phải là lỗ đen khổng lồ nhất từng được phát hiện. Kỷ lục thuộc về hố đen mang tên TON 618, có khối lượng gấp 66 tỷ lần khối lượng Mặt trời dựa trên các phép đo gián tiếp. Mặc dù vậy, với khối lượng lớn gấp 40 tỷ lần khối lượng Mặt trời, phạm vi ảnh hưởng (còn được gọi là bán kính Schwarzschild) của hố đen tại thiên hà Holm 15A sẽ rất lớn, có khả năng nhấn chìm quỹ đạo của tất cả các hành tinh trong hệ Mặt trời.

Ví dụ, Sao Diêm Vương có đơn vị thiên văn (đơn vị đo khoảnh cách, xấp xỉ bằng khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời) trung bình khoảng 39,5 AU tính từ Mặt trời. Vùng đệm Heliopause - nơi gió Mặt trời không còn đủ mạnh để chống lại sự tương tác khác ngoài không gian - được cho là vào khoảng 123 AU. Với khối lượng của hố đen ở thiên hà Holm 15A như được xác định ở trên, bán kính Schwarzschild của nó sẽ vào khoảng 790 AU.

Trên thực tế, nó thậm chí còn lớn hơn cả các phép đo mà các nhà nghiên cứu đã đưa ra. Điều này có thể giải thích tại sao khối lượng của hố đen tại Holm 15A rất khó xác định thông qua các phương pháp gián tiếp.

“Hố đen siêu khổng lồ này không chỉ là hố đen lớn nhất từ ​​trước đến nay, nó còn lớn hơn gấp 4 đến 9 lần so với dự kiến” - các nhà nghiên cứu viết.

Hố đen lớn gấp 40 tỷ lần Mặt trời vừa được phát hiện, có gì đặc biệt? - 3

Sự hình thành hố đen vẫn còn là bí ẩn đối với các nhà thiên văn học.

Tuy nhiên, đây là kết quả phù hợp với sự va chạm giữa hai thiên hà “trẻ” với lõi đã cạn kiệt. Đó là khi không có nhiều ngôi sao trong lõi của những thiên hà này, dựa trên những gì thu được từ việc theo dõi số lượng sao ở các khu vực bên ngoài của thiên hà.

Các nhà nghiên cứu cho biết thêm: “Chúng tôi thấy rằng các hố đen tập trung trong các thiên hà có lõi, bao gồm cả Holm 15A, có tỷ lệ nghịch với độ sáng bề mặt và mật độ khối lượng tương ứng”.

Các nhà nghiên cứu dự định tiếp tục nghiên cứu hố đen khổng lồ này, tiến hành mô hình hóa phức tạp và chi tiết hơn, so sánh kết quả của họ với các quan sát để cố gắng tìm ra chính xác cách thức hỗ đen hình thành.

Liên tục phát hiện các hố đen với nhiều kích thước khác nhau

Hồi tháng 6 vừa qua, nhóm nghiên cứu thuộc Đại học quốc gia Seoul công bố phát hiện một hố đen vũ trụ có khối lượng trung bình, gấp khoảng 10.000 lần khối lượng Mặt trời, nằm ở trung tâm Thiên hà lùn NGC4395, cách Trái Đất 14 triệu năm ánh sáng. Trước đó, giới học thuật quốc tế đã nhiều lần tuyên bố phát hiện được hố đen khối lượng trung bình. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên một nhóm nghiên cứu công bố về hố đen khối lượng trung bình được kiểm chứng chắn chắn, thông qua phương pháp nghiên cứu khoa học đáng tin cậy.

Cho tới nay, phần lớn các hố đen được biết đến đều dưới dạng hố đen khối lượng nhỏ, hình thành do một ngôi sao nào đó chết đi, hoặc hố đen siêu khối lượng, lớn gấp hàng chục nghìn cho tới hàng tỉ lần khối lượng Mặt trời. Mặc dù giới nghiên cứu đã biết về sự tồn tại của hố đen ở trung tâm Thiên hà lùn NGC4395, song những nỗ lực nhằm đo đạc khối lượng của hố đen đều kết thúc trong thất bại.

Nhóm nghiên cứu của Đại học quốc gia Seoul đã vận dụng hiệu ứng “tiếng vọng của ánh sáng” để đo khối lượng hố đen. “Tiếng vọng của ánh sáng” là sự chênh lệch về thời gian tùy theo quy mô của hố đen, giữa ánh sáng phát ra từ đĩa bồi tụ (lượng vật chất khổng lồ được hấp thụ bởi hố đen) và ánh sáng phát ra từ các đám mây khí xung quanh. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng khoảng 20 kính thiên văn trên toàn thế giới từ năm 2017 đến năm 2018, đo đạc hiệu ứng “tiếng vọng của ánh sáng”, phân tích kết quả đo được và đưa ra kết luận trên.

Các nhà nghiên cứu Hàn Quốc đánh giá đây là phát hiện mang ý nghĩa quan trọng, có thể kết nối móc xích bị mất giữa hố đen khối lượng khổng lồ và hố đen khối lượng nhỏ, là một đầu mối để hiểu về “hạt giống hố đen” hình thành từ giai đoạn sơ khai của vũ trụ.

Còn năm 2016, giới khoa học cũng phát hiện “siêu hố đen vũ trụ”, lớn gấp 17 tỷ lần Mặt trời. Hố đen này được tìm thấy tạo thiên hà NGC 1600, thuộc chòm sao Eridanus - cách Trái Đất 200 triệu năm ánh sáng. Thời điểm tìm thấy hố đen mới, các nhà thiên văn học rất ngạc nhiên, bởi NGC 1600 thuộc nhóm thiên hà quy mô trung bình, trong khi những “siêu hố đen” trước đây có xu hướng phát triển ở các cụm thiên hà dày đặc và quy mô khủng hơn.

Hố đen lớn gấp 40 tỷ lần Mặt trời vừa được phát hiện, có gì đặc biệt? - 4

Hình ảnh mô phỏng "siêu hố đen" ở trung tâm thiên hà NGC 1600.

Vì vậy, với phát hiện lần này, các nhà nghiên cứu phải thay đổi quan điểm về nơi hố đen khổng lồ cư trú và bao nhiêu hố đen có thể tồn tại trong cùng thiên hà.

Hố đen lớn gấp 40 tỷ lần Mặt trời vừa được phát hiện, có gì đặc biệt? - 5

 Siêu hố đen ở trung tâm dải thiên hà NGC 4889 đã ngừng hoạt động.

“Hố đen mới tìm thấy này lớn hơn rất nhiều so với kích thước của thiên hà như những tính toán trước đây của chúng tôi”, Chung-Pei Ma, một trong những nhà thiên văn học phát hiện hố đen mới tại Đại học California tại Berkeley, tiểu bang California, Mỹ, nói.

Thương Huyền (Theo Science Alert, NBC)

Tin đọc nhiều

Tạo ra điện từ màn đêm, các nhà khoa học đã khiến bóng tối không còn đáng sợ Các nhà khoa học vừa phát hiện ra cách làm bóng đèn thắp...
Trái Đất đang nặng lên hay nhẹ đi? Trái Đất hút hàng chục tấn bụi từ vũ trụ mỗi ngày, vậy phải...
Giọt nước lượng tử, đám mây xoáy lọt top ảnh khoa học đẹp nhất 2019 Hội Hoàng gia Anh vừa công bố những bức ảnh chụp hiện tượng...
Những sản phẩm tiện ích cho năm 2019 Một tạp chí online của Pháp vừa lập thống kê theo dõi những...