Các nhà thiên văn học sử dụng kính viễn vọng vô tuyến mảng rất lớn (VLA) của Tổ chức Khoa học Quốc gia để nghiên cứu các quasar được biết đến xa nhất đã tìm thấy một manh mối có thể trả lời một câu hỏi trứng gà vũ trụ lâu đời: xuất hiện đầu tiên, các lỗ đen siêu lớn hay các thiên hà khổng lồ?
Trong nhiều năm, các nhà thiên văn học đã ghi nhận mối quan hệ trực tiếp giữa khối lượng của một thiên hà trung tâm, lỗ đen siêu lớn và tổng khối lượng của phình ra sao của ngôi sao. Lỗ đen càng lớn, phình càng lớn. Các nhà khoa học đã suy đoán rộng rãi về việc lỗ đen hoặc phình sao hình thành đầu tiên. Gần đây, một số lý thuyết cho rằng cả hai có thể hình thành đồng thời.
Tuy nhiên, các quan sát VLA mới về một quasar và thiên hà chủ của nó được nhìn thấy như khi vũ trụ chưa đầy một tỷ năm cho thấy thiên hà trẻ có một lỗ đen siêu lớn nhưng không có những ngôi sao khổng lồ.
Chúng tôi đã tìm thấy một lượng lớn khí trong thiên hà trẻ này và khi chúng tôi thêm khối lượng của khí này vào lỗ đen, chúng sẽ chiếm gần như toàn bộ khối lượng của toàn bộ hệ thống. Động lực của thiên hà ngụ ý rằng không còn khối lượng lớn để tạo nên kích thước của khối sao được dự đoán bởi các mô hình hiện tại, Chris nói, Chris Carilli, thuộc Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia (NRAO), ở Socorro, NM.
Các nhà khoa học đã nghiên cứu một chuẩn tinh có tên là J1148 + 5251, rằng, tại hơn 12,8 tỷ năm ánh sáng, là chuẩn tinh xa nhất được tìm thấy. Được phát hiện vào năm 2003 bởi Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan, J1148 + 5251 là một thiên hà trẻ với lõi quasar sáng được nhìn thấy như khi vũ trụ chỉ mới 870 triệu năm. Vũ trụ bây giờ là 13,7 tỷ năm tuổi.
Nhắm mục tiêu VLA ở J1148 + 4241 trong khoảng 60 giờ, các nhà nghiên cứu có thể xác định lượng khí phân tử trong hệ thống. Ngoài ra, họ có thể đo chuyển động của khí đó, và do đó ước tính tổng khối lượng của hệ thống thiên hà. Các nghiên cứu trước đây về hệ thống đã đưa ra ước tính rằng lỗ đen gấp 1 đến 5 tỷ lần khối lượng Mặt trời của chúng ta.
Các quan sát mới của VLA chỉ ra rằng có khoảng 10 tỷ khối lượng khí phân tử mặt trời trong hệ thống, và tổng khối lượng của hệ thống là 40-50 tỷ khối lượng mặt trời. Do đó, khí và lỗ đen kết hợp chiếm 11-15 tỷ khối lượng mặt trời trong tổng số đó.
Tỷ lệ được chấp nhận cho thấy rằng một lỗ đen của khối này phải được bao quanh bởi một khối sao của vài nghìn tỷ khối lượng mặt trời. Phép đo động của chúng tôi cho thấy có một khối lượng còn lại không nhiều, ngoại trừ lỗ đen và khí gas, để tạo thành một khối sao. Điều này cung cấp bằng chứng cho thấy lỗ đen hình thành trước phình sao, ông Fabian Walter, thuộc Viện phóng xạ Max Planck ở Heidelberg, Đức, là thành viên của Jansky Postdoctoral tại NRAO ở Socorro khi các quan sát được thực hiện.
Ví dụ về một người chắc chắn không có trường hợp nào, nhưng trong đối tượng này, chúng ta rõ ràng có một ví dụ về một lỗ đen mà không có nhiều chỗ phình ra. Bây giờ chúng ta cần thực hiện các nghiên cứu chi tiết về nhiều vật thể như vậy trong vũ trụ xa xôi, xa xôi, có tên là Car Cari. Với sự nhạy cảm được cải thiện rất nhiều của VLA mở rộng và Atacama Large Millim Array (ALMA), sẽ xuất hiện trong một vài năm tới, chúng tôi sẽ có các công cụ cần thiết để giải quyết câu hỏi này một cách dứt khoát, Car Cari nói thêm.
Các nghiên cứu như thế này là chìa khóa để hiểu cách các thiên hà hình thành lần đầu tiên, tổ chức Walter Walter nói.
Walter và Carilli đã làm việc với Frank Bertoldi và Karl Menten của Viện Max Planck ở Bon; Pierre Cox thuộc Viện Vật lý thiên văn vũ trụ thuộc Đại học Paris-South; Fred K.Y. Lo của NRAO tại Charlottesville, VA; Quạt Xia Xia của Đài quan sát Đại học Arizona Stew Steward; và Michael Strauss của Đại học Princeton, trong dự án. Kết quả nghiên cứu của họ đang được công bố trên tạp chí Astrophysical Journal Letters.
Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia là một cơ sở của Quỹ khoa học quốc gia, được vận hành theo thỏa thuận hợp tác của Associated University, Inc.
Nguồn gốc: Bản tin NRAO
