Cách xa hàng trăm triệu năm ánh sáng, một lỗ đen siêu lớn nằm ở trung tâm của cụm thiên hà có tên Ophiuchus. Mặc dù các lỗ đen nổi tiếng vì hút vật liệu xung quanh, đôi khi chúng trục xuất vật chất trong máy bay phản lực. Hố đen này là nơi xảy ra vụ nổ mạnh gần như không thể tưởng tượng được, được tạo ra khi một lượng lớn vật liệu bị trục xuất.
Về mặt nào đó, vụ nổ này tương tự như vụ phun trào của Mt. Thánh Helens năm 1980 xé toạc đỉnh núi.
Simone Giantucci, tác giả chính.
Cụm thiên hà Ophiuchus cách chúng ta khoảng 390 triệu năm ánh sáng. Ở trung tâm của cụm có một thiên hà với một lỗ đen siêu lớn. Các nhà thiên văn sử dụng dữ liệu từ Đài thiên văn Chandra X-Ray và tàu vũ trụ ESA quét XMM Newton đã nhìn thấy vụ nổ lỗ đen. Họ cũng đã sử dụng các quan sát vô tuyến từ Murchison Widefield Array (MWA) ở Úc và Kính viễn vọng vô tuyến Metrewave khổng lồ (GMRT) ở Ấn Độ.
Nhóm đằng sau công trình này đã công bố kết quả của họ trên Tạp chí Vật lý thiên văn. Bài báo của họ có tựa đề Discovery Discovery về một hóa thạch vô tuyến khổng lồ trong cụm thiên hà Ophiuchus. Tác giả chính của tờ giấy là Simona Giacintucci thuộc Phòng thí nghiệm nghiên cứu hải quân ở Washington, DC.
Về mặt nào đó, vụ nổ này tương tự như vụ phun trào của Mt. Helens năm 1980 xé toạc đỉnh núi, ông Giacintucci, tác giả chính của Giacintucci cho biết. Một điểm khác biệt quan trọng là bạn có thể nhét mười lăm thiên hà Milky Way liên tiếp vào miệng núi lửa, vụ phun trào này đã đấm vào cụm khí nóng.
Lỗ hổng được tạo ra bởi vụ nổ được gọi là hóa thạch vô tuyến. Nó chạm khắc ra khỏi không gian bởi các tia nước hoặc chùm vật liệu siêu nóng phát nổ ra khỏi lỗ đen và va chạm với vật liệu xung quanh. Những chiếc máy bay phản lực này là kết quả của những gì các nhà thiên văn học gọi là hạt nhân thiên hà hoạt động, hay AGN, được phát ra từ các lỗ đen đang ăn. Trong trường hợp này, khu vực được chạm khắc lần đầu tiên được phát hiện trong các hình ảnh của Chandra về khu vực này như một cạnh cong bất thường. Đó là lần đầu tiên được báo cáo trong một bài báo năm 2016.
Các tác giả của bài báo đó đã tự hỏi liệu một lỗ đen có thể tạo ra cạnh cong này hay không, nhưng đã giảm giá ý tưởng đó, nghĩ rằng không có lỗ đen nào có thể mạnh đến thế. Trong bài báo đó, họ nói rằng chúng tôi kết luận rằng tính năng này rất có thể là do động lực khí liên quan đến việc sáp nhập.
Trong bài báo mới này, các tác giả đã đi đến một kết luận khác. Vì vậy, nó dường như là một hóa thạch rất lâu đời của sự bùng nổ AGN mạnh nhất được thấy trong bất kỳ cụm thiên hà nào.
Lượng năng lượng trong vụ nổ là đáng kinh ngạc. Nó giải phóng năng lượng gấp năm lần so với người giữ kỷ lục trước đó và gấp hàng trăm nghìn lần so với các cụm thông thường.
Một chữ thập trong phiên bản được dán nhãn cho thấy vị trí của thiên hà trung tâm. Khí lạnh nhất và đậm đặc nhất nằm cách thiên hà trung tâm khoảng 6500 năm ánh sáng. Trong hình ảnh này, tương ứng với một khu vực nhỏ hơn thập tự giá được sử dụng để định vị thiên hà trung tâm và nguồn gốc của vụ nổ. Điều thú vị ở đây là nếu khí di chuyển ra xa nguồn, thì lỗ đen nguồn sẽ bị thiếu nhiên liệu cho sự tăng trưởng của nó. Đến lượt nó sẽ dừng các máy bay phản lực.
Theo bài báo mới này, đó chính xác là những gì mà xảy ra. Các tác giả cho biết hiện tại AGN đang bị bỏ đói trong việc tích tụ khí mát vì đỉnh mật độ khí bị thay thế bởi sự trượt của lõi. Bản thân sự trượt dốc có thể đã được đặt ra bởi vụ nổ phi thường này nếu nó xảy ra trong lõi khí không đối xứng. Loài khủng long này có thể là một ví dụ ban đầu về một loại nguồn mới sẽ được phát hiện bởi các cuộc khảo sát tần số thấp của các cụm thiên hà.
Các nhà thiên văn học sử dụng thuật ngữ slos Breath, để mô tả sự dịch chuyển của khí. Nó tương tự như một chất lỏng trượt xung quanh trong một container. Slos Breath thường được kích hoạt bởi hai cụm thiên hà hợp nhất, nhưng các nhà thiên văn học nghĩ rằng trong trường hợp này, vụ nổ có thể gây ra nó.
Mặc dù bài báo năm 2016 trước đó chỉ dựa trên dữ liệu X-quang Chandra, bài báo mới đã sử dụng dữ liệu X-Ray từ ESA L XMM Newton để phát hiện ra đặc điểm cong bất thường và chứng thực nó. Họ cũng sử dụng dữ liệu radio từ hai đài quan sát để kiểm tra thêm về khu vực. Dữ liệu đó đã xác nhận rằng cạnh cong thực sự là cạnh của lỗ hóa thạch vô tuyến khổng lồ. Điểm mấu chốt ở đây là lượng khí thải vô tuyến bên ngoài lỗ, được tăng tốc đến tốc độ gần tương đối. Một sự hợp nhất không thể làm được điều đó; chỉ có một vụ nổ lớn của vật liệu có thể.
Đồng thời dữ liệu vô tuyến vừa vặn bên trong tia X giống như một tay đeo găng tay, đồng tác giả Maxim Markevitch của Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland. Đây là móc sắt cho chúng ta biết một vụ phun trào kích thước lớn chưa từng thấy xảy ra ở đây.
Vụ phun trào đã xảy ra trong quá khứ và các nhà thiên văn học có thể thấy bất kỳ bằng chứng nào về hoạt động AGN tiếp tục từ lỗ đen. Điều đó khớp với dữ liệu cho thấy lỗ đen bên trong một bong bóng khổng lồ do chính nó tạo ra.
Melanie Johnston-Hollitt, đồng tác giả của Trung tâm thiên văn vô tuyến quốc tế ở Úc, cho biết, như As thường là trường hợp vật lý thiên văn. Có các thông tin kết hợp từ kính viễn vọng X-quang và vô tuyến đã tiết lộ nguồn bất thường này, nhưng sẽ cần nhiều dữ liệu hơn để trả lời nhiều câu hỏi còn lại mà đối tượng này đặt ra.
Hơn:
- Thông cáo báo chí: Vụ nổ kỷ lục do lỗ đen phát hiện
- Tạp chí vũ trụ: Hạt nhân thiên hà hoạt động là gì?
- Tài liệu nghiên cứu: Khám phá một hóa thạch vô tuyến khổng lồ trong cụm thiên hà Ophiuchus