Nếu việc chiêm ngưỡng kích thước rộng lớn của các vật thể thiên văn khiến bạn cảm thấy khá trừng phạt và không đáng kể, thì khám phá mới này sẽ khiến bạn cảm thấy vô cùng tích cực.
Nó gần như không thể tưởng tượng được một vật thể lớn như thế này: một lỗ đen siêu lớn có khối lượng lớn hơn 40 tỷ lần so với Mặt trời của chúng ta. Nhưng nó đây rồi, ngồi ở trung tâm của một thiên hà hình elip siêu khổng lồ có tên Holmberg 15A. Holmberg 15A cách chúng ta khoảng 700 triệu năm ánh sáng, ở trung tâm cụm thiên hà Abell 85.
Khủng bố này đã có trong các nhà thiên văn học. Trước đây, khối lượng của nó được ước tính gấp 310 tỷ lần khối lượng Mặt trời, một kích thước gần như không thể tưởng tượng được. Nhưng ước tính đó được dựa trên các phép đo gián tiếp. Trong nghiên cứu mới này, các nhà thiên văn học đã theo dõi sự chuyển động của các ngôi sao xung quanh lỗ đen và đưa ra khối lượng gấp 40 tỷ lần Mặt trời.
Vì phép đo mới này dựa trên quan sát trực tiếp, nên nó chính xác hơn.
Nghiên cứu phác thảo phép đo mới này đã được đệ trình lên Tạp chí Vật lý thiên văn, nhưng vẫn chưa được đánh giá ngang hàng. Nó có tiêu đề là Một lỗ đen khối lượng mặt trời trị giá 40 tỷ trong lõi cực của Holm 15A, thiên hà trung tâm của Abell 85.
Bài viết chỉ dựa trên hai đêm quan sát với thiết bị thám hiểm quang phổ đa đơn vị (MUSE) trên Kính thiên văn rất lớn ESO của ESO tại Đài quan sát Paranal ở miền bắc Chile. Sử dụng các mô hình và quan sát, nhóm các nhà thiên văn học đằng sau công trình này đã quan sát động học của các ngôi sao quay quanh lỗ. Họ nói rằng lỗ đen này là một kỷ lục phá vỡ. SMạc SMBH tại trung tâm của Holm 15A là hố đen được xác định động lớn nhất từ trước đến nay.
Rõ ràng, đây không phải là SMBH lớn nhất từng được tìm thấy. Danh hiệu đó, ít nhất là bây giờ, thuộc về Hố đen cực lớn (UMBH) ở trung tâm TON 618, một quasar cực kỳ phát sáng cách đó hơn 10 tỷ năm ánh sáng. Con khổng lồ đó nặng gấp 66 tỷ lần so với Mặt trời. Nhưng UMBH đó được đo gián tiếp, do đó phép đo khối lượng của nó có thể được sửa đổi.
Nó khó khăn khi tưởng tượng một thứ gì đó lớn hơn 40 tỷ lần so với Mặt trời. Để đặt nó vào viễn cảnh, hãy tưởng tượng SMBH này nằm ở trung tâm Hệ Mặt trời của chúng ta, nơi có Mặt trời. Nếu nó ở đó, thì nó sẽ mở rộng ra Sao Diêm Vương và vượt ra ngoài.
Sao Diêm Vương cách Mặt trời khoảng 40 Đơn vị (AU). Và Vành đai Kuiper kéo dài đến khoảng 50 AU. Vòng xoắn cách mặt trời khoảng 123 AU. Nhưng SMBH này sẽ mở rộng ra khoảng 790 AU. Rằng đó đang tiến gần đến sự khởi đầu của Đám mây Oort, bắt đầu ở đâu đó khoảng 1000 AU.
Nó không chỉ có kích thước SMBH mà mà còn đáng chú ý. Theo các phương pháp đo lường khác, nó thậm chí còn lớn hơn dự kiến. SMBH của Holm 15A không chỉ lớn nhất từ trước đến nay, nó còn lớn hơn gấp bốn đến chín lần so với dự kiến khối lượng sao phình của thiên hà và sự phân tán vận tốc của thiên hà.
Nhưng làm thế nào mà SMBH này trở nên lớn như vậy?
Nó có khả năng được hình thành khi hai thiên hà loại sớm (ETG) hợp nhất. Trong trường hợp này, cả hai ETG sẽ có các lõi bị cạn kiệt, có nghĩa là không có nhiều ngôi sao ở đó. Theo các tác giả, loại hình sáp nhập này rất hiếm, và giải thích tại sao con thú này rất đáng chú ý.
Nó cũng có thể là Holm 15A, SMBH là kết quả của sự hợp nhất giữa hơn hai ETG. Thay đổi trong quá khứ, Holm 15A đã trải qua một số tiến hóa tăng tốc sớm trong quá khứ, thì đó không chỉ là một lỗ đen nhị phân có liên quan, mà còn có thể là một kịch bản phức tạp hơn với nhiều lỗ đen.
Nhóm các nhà thiên văn học có ý định tiếp tục công việc của họ. Họ nghĩ rằng phân tích chi tiết của họ có thể tiết lộ thêm thông tin về lịch sử sáp nhập của các thiên hà khổng lồ và các lỗ đen ở trung tâm của họ.
Hiện tại, Holm 15A chỉ là ETG khổng lồ đầu tiên có lõi gần theo cấp số nhân đã được điều tra động một cách chi tiết. Các mô hình động lực và phân rã trắc quang của các thiên hà tương tự khác có thể giúp làm sáng tỏ hơn các câu hỏi liên quan đến sự hình thành và tiến hóa của chúng.
Có thể chúng tôi sẽ tiếp tục tìm thấy các lỗ đen lớn hơn và lớn hơn, và chúng tôi sẽ cần tiếp tục phát minh ra các tên mới cho các loại kích thước. Chúng tôi đã có những hố đen, sau đó là những hố đen siêu lớn và giờ là những hố đen cực lớn.
Một số nhà vật lý thiên văn nói rằng có lẽ có một giới hạn về mức độ lớn của một lỗ đen trước khi đĩa khí của nó sụp đổ và nó ngừng phát triển. Giới hạn đó là khoảng 50 tỷ khối lượng mặt trời. Nhưng nếu hai lỗ đen hợp nhất đã đạt đến giới hạn đó, thì UMBH có thể lên tới 100 tỷ khối lượng mặt trời.
Điều đó gần như không thể tưởng tượng được. Và nếu ba lỗ đen có thể hợp nhất, điều đó có nghĩa gì đối với giới hạn khối lượng của lỗ đen?
Trong mọi trường hợp, có rất nhiều việc phải làm trước khi chúng ta thực sự hiểu những người khổng lồ này đến từ đâu và họ có thể kiếm được bao nhiêu. Đài quan sát LIGO đã phát hiện 10 vụ sáp nhập các cặp lỗ đen vào năm 2018 và họ nói rằng cuối cùng họ có thể phát hiện một cặp mỗi tuần. Vì vậy, không thiếu cơ hội để nghiên cứu chúng.
Hơn:
- Tài liệu nghiên cứu: MỘT HOLE MASS BLACK MASS BLACK 40 BILLION TRONG L CORNH VỰC TUYỆT VỜI CỦA HOLM 15A, GALAXY TRUNG TÂM CỦA ABELL 85
- Nhà khoa học mới: Lỗ đen có giới hạn kích thước 50 tỷ mặt trời
- Tạp chí Vũ trụ: Đúng như dự đoán, LIGO mới được nâng cấp đang tìm kiếm một công cụ sáp nhập hố đen mỗi tuần
- Tạp chí Vũ trụ: Các nhà thiên văn học Xem bằng chứng về các lỗ đen siêu lớn hình thành trực tiếp trong vũ trụ sơ khai
- Video Tạp chí Vũ trụ: Lỗ đen siêu lớn hay Thiên hà của chúng? Mà đến đầu tiên?
