Các lỗ đen siêu nặng được sinh ra từ “quầng” vật chất tối

0
281

Khi vũ trụ còn trẻ, chỉ mới chưa đầy… 1 tỉ năm tuổi, một số vì sao đã biến thành các lỗ đen quái vật. Một bí ẩn then chốt trong ngành thiên văn học là: tại sao lại có quá nhiều lỗ đen siêu nặng ở vũ trụ sơ khai đến vậy?

Một nghiên cứu mới đây, được hỗ trợ bởi NASA, Tổ chức Khoa học Quốc gia và Ủy ban châu Âu, cho thấy các lỗ đen nặng phát triển khi các thiên hà hình thành quá nhanh. Để tạo nên một thiên hà, bạn cần các vì sao – những thiên thể được sinh ra từ các đám mây khí. Thêm vào đó, bạn cũng cần một loại chất vô hình, được gọi là vật chất tối, hoạt động giống như một chất kết dính để giữ cho các vì sao không bay ra khỏi thiên hà. Nếu cấu trúc “quầng” (halo) của vật chất tối phát triển nhanh chóng ở thời kì đầu của thiên hà, sự hình thành sao sẽ bị nghẽn lại. Thay vào đó, một lỗ đen nặng có thể hình thành trước khi thiên hà thành hình. Các lỗ đen “ăn” ngấu nghiến vật chất khí, vốn đáng lẽ được dùng để tạo ra sao, và trở nên ngày càng lớn hơn.

Một vùng rộng 30000 năm ánh sáng, nằm ở trung tâm một nhóm các thiên hà trẻ, chúng sinh ra bức xạ (màu trắng) và kim loại (màu xanh lục) trong khi hun nóng khí xung quanh. Một quầng vật chất tối nằm ngay bên ngoài đã hun nóng cả vùng để hình thành nên ba lỗ đen siêu nặng, mỗi lỗ đen nặng gấp 1000 lần Mặt Trời. Các vì sao sẽ nhanh chóng suy sụp thành lỗ đen nặng, và cuối cùng thành các lỗ đen siêu nặng sau hàng tỉ năm nữa. Ảnh: Advanced Visualization Lab, National Center for Supercomputing Applications.

Trước đây, các nhà khoa học giả thiết rằng bức xạ mạnh mẽ từ các thiên hà giảm suy giảm sự hình thành sao ở những vùng mới và có chứa lỗ đen này. Nhưng các giả lập mới đây đã cho thấy rằng sự phát triển quá nhanh của thiên hà là nhân tố chủ yếu khiến lỗ đen trở nên khổng lồ.

Ảnh minh họa vùng phía trong của một quầng vật chất tối rộng 30 năm ánh sáng, ở trong một cụm các thiên hà trẻ. Đĩa khí quay tròn tan rã thành ba phần, rồi sụp đổ dưới tác dụng của trọng lực để hình thành nên các lỗ đen siêu nặng. Ảnh: John Wise, Georgia Institute of Technology

Lỗ đen là một thiên thể cực kì đặc, ngăn chặn mọi thứ muốn thoát ra khỏi nó, kể cả ánh sáng. Một ngôi sao sau khi phát nổ trong vụ nổ siêu tân tinh, có thể sẽ để lại một lỗ đen. Trong một trường hợp khác, một sao siêu nặng có thể đốt hết nhiên liệu một cách nhanh chóng và tự biến thành lỗ đen, không cần thông qua vụ nổ nào cả. Các nhà khoa học cho biết đây là cách nhiều lỗ đen nặng xuất hiện trong các tiền thiên hà đang hình thành.

Nghiên cứu dựa trên giả lập này được thông báo vào ngày 23 tháng 1 trên tạp chí Nature, nó cũng phát hiện ra rằng các lỗ đen nặng phổ biến trong vũ trụ hơn chúng ta thường nghĩ.

Công Thắng – Hội Thiên văn Nghiệp dư Hà Nội

Dịch từ NASA

 

Comments

comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here