Vào năm 1974, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra một nguồn phát xạ sóng vô tuyến khổng lồ đến từ trung tâm thiên hà của chúng ta. Trong một vài thập kỷ, người ta đã kết luận rằng nguồn sóng vô tuyến tương ứng với một lỗ đen đặc biệt lớn, quay tròn. Được biết đến với cái tên Sagittarius A, hố đen đặc biệt này lớn đến mức chỉ có tên gọi siêu mẫu là siêu sao. Kể từ khi phát hiện ra, các nhà thiên văn học đã kết luận rằng các lỗ đen siêu lớn (SMBH) nằm ở trung tâm của hầu hết các thiên hà khổng lồ đã biết.
Nhưng nhờ một hình ảnh radio gần đây của một nhóm các nhà nghiên cứu từ Đại học Cape Town và Đại học Western Cape, Nam Phi, người ta đã xác định thêm rằng trong một khu vực của vũ trụ xa xôi, SMBH đều quay ra đài phát thanh máy bay phản lực cùng hướng. Phát hiện này, cho thấy sự liên kết của các tia thiên hà trên một khối lượng không gian lớn, là lần đầu tiên thuộc loại này và có thể cho chúng ta biết nhiều về Vũ trụ sơ khai.
Nghiên cứu này, xuất hiện gần đây trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia, đã được thực hiện nhờ một cuộc khảo sát hình ảnh vô tuyến sâu ba năm được thực hiện bởi Kính viễn vọng vô tuyến Metrewave (GMRT) ở Ấn Độ. Sau khi kiểm tra sóng vô tuyến đến từ một vùng không gian gọi là ELAIS-N1, nhóm nghiên cứu Nam Phi phát hiện ra rằng các máy bay phản lực được tạo ra bởi các thiên hà này đều thẳng hàng.
Phát hiện này chỉ có thể được giải thích bằng cách mạo hiểm rằng SMBH tạo ra chúng đều quay theo cùng một hướng, điều này cho thấy một điều khá thú vị về cách các lỗ đen này xuất hiện. Về bản chất, lý do duy nhất có khả năng khiến nhiều SMBH có thể quay theo cùng một hướng trên một thể tích không gian lớn là nếu chúng là kết quả của sự dao động khối lượng nguyên thủy trong vũ trụ sơ khai.
Như Giáo sư Andrew Russ Taylor - Chủ tịch chung của UWC / UCT SKA, Giám đốc Viện thiên văn học dữ liệu liên trường đại học mới ra mắt gần đây và là tác giả chính của nghiên cứu Thông báo hàng tháng - giải thích: vì các lỗ đen này không biết về nhau, hoặc có bất kỳ cách trao đổi thông tin hoặc ảnh hưởng trực tiếp với nhau trên quy mô rộng lớn như vậy, sự liên kết quay này phải xảy ra trong quá trình hình thành các thiên hà trong vũ trụ sơ khai.
Điều này khá đáng ngạc nhiên, và một cái gì đó mà nhóm nghiên cứu đã chuẩn bị cho. Ban đầu, mục tiêu của dự án là khám phá các nguồn vô tuyến mờ nhất trong vũ trụ bằng cách sử dụng kính viễn vọng vô tuyến thế hệ mới nhất; mà, người ta hy vọng, sẽ cung cấp một bản xem trước về những gì các thế hệ kính thiên văn tiếp theo như kính viễn vọng Nam Phi của Me PhiKAT và Array Kilometre Square (SKA) sẽ cung cấp khi họ lên mạng.
Mặc dù các nghiên cứu trước đây đã chỉ ra rằng có sự sai lệch trong định hướng của các thiên hà nhất định, nhưng đây là lần đầu tiên các nhà thiên văn học có thể sử dụng các máy bay phản lực do các lỗ SMBA tạo ra để tiết lộ sự sắp xếp của chúng. Sau khi nhận thấy sự đối xứng rõ ràng giữa chúng, nhóm nghiên cứu đã xem xét một số tùy chọn về lý do tại sao sự liên kết trong các thiên hà (thậm chí trên quy mô lớn hơn các cụm thiên hà) có thể.
Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là phân phối spin quy mô lớn của loại này chưa bao giờ được dự đoán bởi các lý thuyết. Một hiện tượng chưa biết như vậy chắc chắn đưa ra một thách thức khi nói đến các lý thuyết phổ biến về nguồn gốc của Vũ trụ, sẽ phải sửa đổi phần nào để giải thích cho điều này.
Trong khi các nghiên cứu trước đó đã phát hiện những sai lệch so với tính đồng nhất trong định hướng của các thiên hà, đây là lần đầu tiên các máy bay phản lực vô tuyến được sử dụng để đo sự liên kết của chúng. Điều này được thực hiện nhờ vào độ nhạy của hình ảnh radio được sử dụng, cũng được hưởng lợi từ thực tế là các phép đo cường độ phát xạ vô tuyến không bị ảnh hưởng bởi những thứ như tán xạ, tuyệt chủng và Xoay Faraday (có thể đã thực hiện các nghiên cứu khác).
Hơn nữa, sự hiện diện của sự sắp xếp của thiên nhiên này có thể làm sáng tỏ sự định hướng và tiến hóa của các thiên hà này, đặc biệt là liên quan đến các cấu trúc quy mô lớn. Họ cũng có thể giúp nhà thiên văn học tìm hiểu thêm về các chuyển động trong các biến động vật chất nguyên thủy đã tạo ra cấu trúc hiện tại của Vũ trụ. Như Taylor và các tác giả khác của bài báo cũng lưu ý, sẽ rất thú vị khi so sánh điều này với dự đoán về cấu trúc động lượng góc từ mô phỏng vũ trụ.
Trong những năm gần đây, một số mô phỏng đã được sản xuất để mô hình cấu trúc bán lớn của Vũ trụ và cách thức nó phát triển. Chúng bao gồm, nhưng không giới hạn ở dự án FastSound - đã khảo sát các thiên hà trong Vũ trụ bằng Máy quang phổ đa vật thể của Kính viễn vọng Subaru (FMOS) - và Dự án DESI, sẽ dựa vào Kính viễn vọng Mayall ở Đỉnh Kitt Đài quan sát quốc gia ở Arizona để lập biểu đồ lịch sử của Vũ trụ cách đây 11 tỷ năm và tạo ra một bản đồ 3D cực kỳ chính xác.
Và sau đó, với Máy dò tìm mảng vuông Kilomet (ASKAP) của Úc, một kính viễn vọng vô tuyến hiện đang được Tổ chức nghiên cứu khoa học và công nghiệp khối thịnh vượng chung (CSIRO) tại Đài quan sát thiên văn vô tuyến Murchison (MRO) ở Tây Úc. Khi hoàn thành, mảng ASKAP sẽ kết hợp tốc độ khảo sát nhanh và độ nhạy cao để nghiên cứu Vũ trụ ban đầu.
Trong những năm tới, các dự án này, kết hợp với thông tin mới này về sự sắp xếp của các lỗ đen siêu lớn, có khả năng làm sáng tỏ một cách nghiêm túc về cách thức Vũ trụ hình thành, từ sáng tạo cho đến ngày nay. Khi Taylor nói điều đó, chúng ta bắt đầu hiểu cấu trúc vũ trụ quy mô lớn bắt đầu như thế nào, bắt đầu từ Vụ nổ lớn và phát triển do sự xáo trộn trong vũ trụ sơ khai, đến những gì chúng ta có ngày nay, và điều đó giúp ích chúng ta khám phá vũ trụ của ngày mai sẽ như thế nào.
