Giống như hầu hết các thiên hà lớn, Dải Ngân hà được dán lại bằng một lỗ đen siêu lớn ở trung tâm của nó, chôn sâu trong chòm sao Nhân Mã. Hố đen siêu lớn của thiên hà chúng ta, được gọi là Sagittarius A * (hay Sgr A *), liên tục kéo các ngôi sao, bụi và các vật chất khác vào bên trong, tạo thành một sao băng dày hơn 1 tỷ lần so với góc thiên hà của chúng ta.
Đôi khi, những ngôi sao gần hố đen nhất phải tranh giành không gian - và đôi khi, một nghiên cứu mới cho thấy, cuộc thi này trở thành một cuộc hôn nhân kỳ lạ và dữ dội.
Trong nghiên cứu mới, được công bố hôm nay (15/1) trên tạp chí Nature, các nhà thiên văn học mô tả sáu vật thể bí ẩn xoay quanh lỗ đen trung tâm của thiên hà chúng ta. Theo các tác giả, những vật thể dị thường này (được đặt tên là G1 đến G6) trông giống như những đốm khí thuôn dài gấp nhiều lần so với Trái đất. Tuy nhiên, chúng cư xử như những ngôi sao nhỏ có khả năng đi sát vào sát mép đen mà không bị xé toạc.
Là những khối không gian đặc biệt chỉ là khí, hoặc chúng là những ngôi sao? Theo các tác giả nghiên cứu, các đốm màu có thể là một sự lai tạp kỳ lạ của cả hai. Dựa trên hình dạng, quỹ đạo và tương tác của sáu vật thể với Sgr A *, các nhà nghiên cứu cho rằng mỗi vật thể G là một cặp sao nhị phân (hai ngôi sao xoay quanh nhau) bị phá hủy bởi lực hấp dẫn của lỗ đen hàng triệu năm Trước đây và vẫn đang tràn ra những đám mây khí và bụi trong hậu quả lộn xộn của vụ va chạm.
"Các lỗ đen có thể đang thúc đẩy các ngôi sao nhị phân hợp nhất", đồng tác giả nghiên cứu Andrea Ghez, giáo sư vật lý thiên văn tại Đại học California, Los Angeles, cho biết trong một tuyên bố. "Có thể nhiều ngôi sao chúng ta đã xem và không hiểu có thể là sản phẩm cuối cùng của sự hợp nhất."
Những kẻ lang thang trong khoảng trống
Hai đối tượng G đầu tiên được phát hiện lần lượt vào năm 2005 và 2012. Do hai vật thể đi theo quỹ đạo tương tự nhau xung quanh Sgr A *, một số nhà thiên văn học giải thích chúng là những luồng khí xé ra từ một ngôi sao chết không may, hoặc như những "nút thắt" lộn xộn trong một vòng khí liên tục xoáy quanh lỗ.
Manh mối lớn đầu tiên mà một thứ khác đang diễn ra vào năm 2014, khi blob có tên G2 xuất hiện trong vài trăm đơn vị thiên văn (gấp vài trăm lần khoảng cách trung bình giữa Trái đất và mặt trời) của chân trời sự kiện của hố đen. Các nhà thiên văn dự đoán rằng, nếu G2 chỉ là một đám mây khí, nó sẽ bị xé thành mảnh vụn bởi lực hấp dẫn dữ dội. Nhưng blob vẫn sống sót - mặc dù có một chút sai lầm.
"Tại thời điểm tiếp cận gần nhất, G2 có một chữ ký thực sự kỳ lạ", Ghez nói. "Nó đã đi từ một vật thể khá vô hại khi nó ở xa lỗ đen đến một vật thể thực sự bị kéo dài ra và bị bóp méo ở cách tiếp cận gần nhất của nó."
Trong những năm sau cuộc chạm trán, G2 trở nên gọn gàng trở lại. Tất cả những điều này cho thấy rằng một cái gì đó mạnh mẽ hấp dẫn đang giữ các đốm màu với nhau - có nghĩa là nó có thể là một ngôi sao của một loại nào đó, các tác giả đã viết.
Các đốm màu mới trên khối
Để kiểm tra giả thuyết này, các tác giả nghiên cứu đã mất vài năm để lùng sục trung tâm của thiên hà từ W.M. Đài thiên văn Keck ở Hawaii, tìm kiếm các vật thể loại G tiềm năng hơn. Nhóm nghiên cứu đã xác định bốn đốm màu mới phù hợp với hóa đơn, mỗi đốm đi theo một quỹ đạo khác nhau xung quanh Sgr A * nhưng cho thấy các đặc điểm tương tự như G1 và G2. Các nhà nghiên cứu cho biết, các vật thể mới trông giống như những đám mây khí nhỏ gọn, nhưng khi quỹ đạo của chúng (trong khoảng từ 100 đến 1.000 năm) đưa chúng đến gần hố đen nhất, chúng trở nên cong vênh và kéo dài, giống như G2 đã làm.
Bởi vì mỗi vật thể đi theo một quỹ đạo duy nhất, nên lý thuyết cho rằng tất cả các đốm màu này là những nút khí chạy trên một bánh xe vật chất xung quanh lỗ không giữ được. Lời giải thích dễ hiểu nhất, các tác giả đã viết, là các đốm sáng G là sản phẩm của các ngôi sao nhị phân bị vấy bẩn bởi lực hấp dẫn của lỗ đen - một sự hợp nhất bùng nổ có thể nhuộm bầu trời bằng bức xạ khí và hồng ngoại.
Số lượng các đối tượng loại G được quan sát phù hợp với tỷ lệ phần trăm sao nhị phân dự kiến trong trung tâm của thiên hà, các tác giả đã viết. Hơn nữa, vì các ngôi sao mất khoảng 1 triệu năm để hợp nhất, các vật thể có thể đã được sinh ra trong sự kiện hình thành sao được biết đến gần nhất gần Sgr A *, diễn ra khoảng 5 triệu năm trước.
Mặc dù lời giải thích có vẻ phù hợp, các nhà nghiên cứu không thể chắc chắn cho đến khi họ định vị và nghiên cứu thêm các ngôi sao nhị phân dường như bị ném vào nhau bởi một lỗ đen. Có thể không mất thêm tám năm để tìm thấy chúng - các tác giả nghiên cứu cho biết họ đã có sẵn một vài ứng cử viên gần đó, họ sẽ tiếp tục quan sát.
