Khái niệm về một máy bay phản lực lỗ đen không phải là một cái mới, nhưng chúng ta vẫn còn nhiều điều để tìm hiểu về hỗn hợp các hạt được tìm thấy trong vùng lân cận của chúng. Thông qua việc sử dụng Đài thiên văn ESA từ XMM-Newton, các nhà thiên văn học đã xem xét một lỗ đen trong thiên hà của chúng ta và tìm thấy một số kết quả đáng ngạc nhiên.
Như chúng ta đã biết, các lỗ đen khối lượng lớn lấy vật liệu từ các ngôi sao gần đó. Vật chất từ những ngôi sao đồng hành này được kéo ra khỏi cơ thể cha mẹ về phía lỗ đen và tỏa ra một khí chất mãnh liệt đến mức nó phát ra tia X. Tuy nhiên, một lỗ đen không phải lúc nào cũng ăn sâu vào mọi thứ. Đôi khi, họ từ chối các phần nhỏ của khối lượng đến này, đẩy nó đi dưới dạng một bộ máy bay phản lực mạnh mẽ. Những chiếc máy bay phản lực này cũng kiếm ăn xung quanh, giải phóng cả khối lượng và năng lượng, cướp đi lỗ đen của nhiên liệu.
Thông qua nghiên cứu về thành phần máy bay phản lực, các nhà nghiên cứu có thể xác định tốt hơn những gì được đưa vào lỗ đen và những gì không. Thông qua các quan sát được thực hiện ở bước sóng vô tuyến của phổ điện từ, chúng ta đã thấy các electron bị phá vỡ cùng với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng. Tuy nhiên, người ta đã xác định rõ ràng rằng điện tích âm của các electron được bổ sung bởi các hạt chống, positron hay đúng hơn là các hạt tích điện dương nặng hơn trong các máy bay phản lực, như proton hay hạt nhân nguyên tử. Với sức mạnh XMM-Newton, phía sau họ, các nhà thiên văn học đã có cơ hội kiểm tra một hệ thống nhị phân của lỗ đen có tên 4U1630 luận47 - một ứng cử viên được biết là đã phát ra tia X bất ngờ trong các phân đoạn thời gian kéo dài giữa tháng và năm.
Theo quan sát của chúng tôi, chúng tôi đã tìm thấy dấu hiệu hạt nhân bị ion hóa cao của hai nguyên tố nặng, sắt và niken, María Díaz Trigo thuộc Đài thiên văn Nam Âu ở Munich, Đức, tác giả chính của bài báo đăng trên tạp chí Nature. Phát hiện ra một điều bất ngờ - và là một điều tốt, vì nó cho thấy không nghi ngờ gì rằng thành phần của máy bay phản lực lỗ đen phong phú hơn nhiều so với chỉ các điện tử.
Trong tháng 9 năm 2012, một nhóm các nhà thiên văn học do Tiến sĩ Díaz Trigo và các cộng tác viên đứng đầu, đã quan sát 4U1630 Tiết47 với XMM-Newton. Họ cũng ủng hộ các quan sát của mình bằng các quan sát vô tuyến gần như đồng thời được lấy từ Kính thiên văn nhỏ gọn của Úc. Mặc dù các nghiên cứu đã được thực hiện gần nhau - chỉ trong vài tuần - kết quả không thể khác biệt hơn.
Theo nhóm Trigo, bộ quan sát ban đầu nhặt được chữ ký tia X từ đĩa bồi, nhưng không có hoạt động nào trong băng tần radio. Đây là một chỉ báo cho thấy các máy bay phản lực weren hoạt động tại thời điểm đó. Tuy nhiên, trong lần quan sát thứ hai, có cả hoạt động trong cả tia X và đài radio, các máy bay phản lực đã bật trở lại! Trong khi kiểm tra dữ liệu X-quang từ bộ thứ hai, họ cũng tìm thấy hạt nhân sắt đang chuyển động. Những hạt này đang di chuyển cả về phía và ra khỏi XMM-Newton - bằng chứng các ion là một phần của máy bay phản lực đôi nhắm vào hai hướng ngược nhau. Tuy nhiên, đó không phải là tất cả. Cũng có bằng chứng về hạt nhân niken hướng về đài quan sát.
Từ những 'dấu vân tay' của sắt và niken, chúng ta có thể thấy rằng tốc độ của máy bay phản lực rất cao, khoảng hai phần ba tốc độ ánh sáng, James nói, đồng tác giả James Miller-Jones từ nút Đại học Curtin của Trung tâm quốc tế về nghiên cứu thiên văn vô tuyến ở Perth, Australia.
Hơn nữa, sự hiện diện của các hạt nhân nguyên tử nặng trong các máy bay của lỗ đen có nghĩa là khối lượng và năng lượng đang được mang đi khỏi lỗ đen với số lượng lớn hơn nhiều so với chúng ta nghĩ trước đây, có thể có tác động đến cơ chế và tốc độ của lỗ đen bồi đắp vấn đề, Cảnh sát thêm Simone Migliari từ Đại học Barcelona, Tây Ban Nha.
Phát hiện mới đáng kinh ngạc? À vâng. Đối với một lỗ đen khối sao điển hình, đây là lần đầu tiên các hạt nhân nặng được phát hiện trong các máy bay phản lực. Cho đến hiện tại, chỉ có một nhị phân tia X khác cho thấy các chữ ký tương tự từ hạt nhân nguyên tử trong các máy bay phản lực của nó - một nguồn được gọi là SS 433. Tuy nhiên, hệ thống lỗ đen này được đặc trưng bởi tốc độ bồi tụ cao bất thường, mà làm cho khó so sánh các thuộc tính của nó với các lỗ đen thông thường hơn. Thông qua những quan sát mới về 4U1630, 47, các nhà thiên văn học sẽ có thể điền vào những khoảng trống thông tin về nguyên nhân khiến máy bay phản lực xảy ra trong các đĩa bồi tụ lỗ đen và điều gì thúc đẩy chúng.
Bây giờ chúng ta biết rất nhiều về các lỗ đen và những gì xảy ra xung quanh chúng, sự hình thành của máy bay phản lực vẫn là một câu đố lớn, vì vậy quan sát này là một bước tiến lớn trong việc tìm hiểu hiện tượng hấp dẫn này, theo ông Johnbert Schartel, XMM-Newton của ESA Nhà khoa học dự án.
Nguồn gốc của câu chuyện: Thông cáo báo chí ESA.
