Rất có thể, hình ảnh cuối cùng xuất hiện trong đầu khi nghĩ về các lỗ đen là chúng cần được nuôi dưỡng, nuôi dưỡng và bảo vệ khi còn trẻ. Nhưng nghiên cứu mới cho thấy những lỗ đen lớn đầu tiên trong vũ trụ có khả năng hình thành và phát triển sâu bên trong những cái kén khổng lồ, giống như ngôi sao làm mờ bức xạ tia X mạnh mẽ của chúng và ngăn không cho các khí xung quanh bị thổi bay.
Cho đến gần đây, suy nghĩ của nhiều người là các hố đen siêu lớn bắt đầu từ sự hợp nhất của rất nhiều lỗ đen nhỏ trong vũ trụ, theo ông Patrick Begelman, từ Đại học Colorado-Boulder. Mô hình phát triển lỗ đen mới này cho thấy một tuyến đường thay thế khả dĩ cho sự hình thành của chúng.
Các lỗ đen thông thường được cho là tàn dư của các ngôi sao lớn hơn một chút so với mặt trời của chúng ta đã sử dụng hết nhiên liệu và chết.
Nhưng những lỗ đen lớn đầu tiên có khả năng hình thành từ những ngôi sao rất lớn hình thành sớm trong Vũ trụ, có thể trong vòng vài trăm triệu năm đầu tiên sau Vụ nổ lớn. Quá trình độc đáo của những ngôi sao lớn này trở thành hố đen bao gồm sự hình thành một cái kén bảo vệ, được làm bằng khí.
Begelman mới nói ở đây, chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi đã tìm thấy một cơ chế mới để hình thành những ngôi sao khổng lồ khổng lồ này, cho chúng tôi một cách hiểu mới về cách các lỗ đen lớn có thể hình thành tương đối nhanh, Begelman nói.
Những ngôi sao siêu lớn đầu tiên này sẽ phát triển đến một kích thước khổng lồ - gấp hàng chục triệu lần khối lượng mặt trời của chúng ta - và sẽ tồn tại trong một thời gian ngắn, với lõi của nó sụp đổ chỉ sau vài triệu năm.
Yêu cầu chính cho sự hình thành của các ngôi sao siêu lớn là sự tích lũy vật chất với tốc độ khoảng một khối lượng mặt trời mỗi năm, Begelman nói. Do lượng vật chất khổng lồ được tiêu thụ bởi các ngôi sao siêu lớn, các lỗ đen hạt giống tiếp theo hình thành trong trung tâm của chúng có thể đã bắt đầu lớn hơn nhiều so với các lỗ đen thông thường.
Begelman nói rằng các ngôi sao siêu lớn đốt cháy hydro sẽ phải được ổn định bằng vòng quay của chính chúng hoặc một số dạng năng lượng khác như từ trường hoặc nhiễu loạn để tạo điều kiện cho sự phát triển nhanh chóng của các lỗ đen tại trung tâm của chúng.
Sau khi các lỗ đen hạt giống hình thành, quá trình bước vào giai đoạn thứ hai, mà Begelman đã đặt tên là giai đoạn quasistar Lần. Trong giai đoạn này, các lỗ đen phát triển nhanh chóng bằng cách nuốt vật chất từ lớp khí khổng lồ bao quanh chúng, cuối cùng phồng lên đến kích thước lớn như hệ mặt trời Earth Trái và làm mát cùng lúc, ông nói.
Khi các quasistar nguội đi qua một điểm nhất định, bức xạ bắt đầu thoát ra với tốc độ cao đến mức nó khiến cho lớp khí phân tán và để lại các lỗ đen lên tới 10.000 lần hoặc hơn khối lượng mặt trời Trái đất. Với cái đầu to như vậy so với các lỗ đen thông thường, chúng có thể phát triển thành các hố đen khổng lồ hàng triệu hoặc hàng tỷ lần khối lượng mặt trời bằng cách ngấu nghiến khí từ các thiên hà xung quanh hoặc hợp nhất với các lỗ đen khác trong các vụ va chạm thiên hà cực kỳ dữ dội.
Begelman cho biết các lỗ đen lớn hình thành từ các ngôi sao siêu lớn đầu tiên có thể có tác động rất lớn đến sự tiến hóa của vũ trụ, bao gồm cả sự hình thành thiên hà, có thể sẽ tạo ra các quasar - trung tâm năng lượng rất sáng của các thiên hà xa xôi có thể sáng hơn hàng nghìn tỷ lần hơn mặt trời của chúng ta.
Giấy Begelman sẽ được xuất bản trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia.
Nguồn: EurekAlert
