Hố đen quái vật ở trung tâm Dải Ngân hà yên tĩnh đến lạ thường, và bây giờ các nhà thiên văn học nghĩ rằng họ biết tại sao.
Có những đường sức từ vô hình bao quanh nó - các nhà nghiên cứu đã nghi ngờ điều này. Nhưng những hình ảnh mới cho thấy những đường không nhìn thấy đó tạo thành một cấu trúc kéo dài nhiều năm ánh sáng trên không gian và có thể đủ mạnh để ngăn vật liệu rơi vào lỗ đen. Và nếu từ trường khổng lồ đang đẩy vật chất vào quỹ đạo nằm ngoài tầm kiểm soát của lỗ đen, thì điều đó có thể giải thích tại sao nó chủ yếu là ổ chuột. Trên thực tế, nó mờ đến nỗi một nam châm có thể vượt qua nó trên bầu trời.
"Hình dạng xoắn ốc của từ trường dẫn khí vào quỹ đạo quanh lỗ đen", C. Darren Dowell, nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết trong một tuyên bố của NASA. "Điều này có thể giải thích tại sao lỗ đen của chúng tôi yên tĩnh trong khi những người khác đang hoạt động."
Khi mọi thứ vượt ra khỏi chân trời sự kiện của một lỗ đen, nó sẽ hoạt động mãi mãi. Không gian bên kia chân trời sự kiện là, từ góc nhìn của chúng tôi, thực sự đen. Không có gì để xem ở đó. Nhưng như hình ảnh của Kính viễn vọng chân trời về lỗ đen siêu lớn trong thiên hà Xử Nữ cho thấy vào mùa xuân năm nay, chân trời sự kiện xung quanh một lỗ đen thường được bọc trong những đám mây vật chất rơi xuống. Và vật chất đó di chuyển rất nhanh và tạo ra nhiều ma sát đến nỗi nó tỏa sáng, tạo ra ánh sáng cho thấy các nhà thiên văn học có thể nhìn thấy từ Trái đất.
Một số lỗ đen siêu lớn được chiếu vào những loại ánh sáng đó mọi lúc. Nhưng Sagittarius A * là một trong những loại hố đen siêu lớn, "yên tĩnh". Cấu trúc dường như không ngấu nghiến nhiều vật liệu. Và nhóm của Dowell nghi ngờ những từ trường cực mạnh này có thể là lý do.
Để lập bản đồ các đường sức từ, một nhóm các nhà nghiên cứu đã chỉ một kính viễn vọng hồng ngoại của NASA có tên SOFIA - được gắn trên lưng của một chiếc máy bay Boeing 747 - tại Sagittarius A *. Họ chưa chính thức công bố kết quả của họ, nhưng các nhà nghiên cứu đã trình bày kết quả của họ tại cuộc họp tháng 6 của Hiệp hội Thiên văn học Mỹ và mô tả chúng trong tuyên bố của NASA. Tất nhiên, SOFIA không thể nhìn thấy các dòng vô hình, nhưng nó có thể thấy các hạt bụi trôi nổi trong các dòng đó. Và cấu trúc từ trường khiến tất cả các hạt chỉ theo một hướng. Lần lượt, các hạt thẳng hàng đó đã phân cực ánh sáng hồng ngoại đi qua bụi - theo cách tương tự như kính râm có thể phân cực ánh sáng đi qua chúng - cho phép các nhà nghiên cứu tìm ra vị trí của các vạch và hướng của chúng.
Các nhà thiên văn học không tham gia vào nghiên cứu cho biết việc đo các đường sức từ là thú vị, nhưng đã hoài nghi rằng những đường đó hoàn toàn chiếm trạng thái yên tĩnh của lỗ đen. (Mỗi người cũng lưu ý rằng thật khó để đánh giá đầy đủ công việc trước khi bài báo được xuất bản.)
Erin Bonning, nhà vật lý thiên văn và nhà nghiên cứu lỗ đen tại Đại học Emory, người không tham gia vào công trình SOFIA, đã chỉ ra rằng hình ảnh của các đường sức từ là khoảng 10 năm ánh sáng, trong đó 1 năm ánh sáng tương đương khoảng 5,9 nghìn tỷ dặm (9,5 nghìn tỷ km). Nó rộng hơn nhiều so với Sagittarius A * - một vật thể phù hợp với hệ mặt trời của chúng ta - và do đó quá lớn để có thể nắm bắt chi tiết trong vùng lân cận ngay lập tức của lỗ đen. Khu vực nhỏ hơn, gần hơn, cô nói, là nơi bạn mong đợi những sự kiện quan trọng nhất sẽ đẩy vật liệu vào lỗ đen - hoặc giữ nguyên liệu tại chỗ - diễn ra.
"Thông cáo báo chí dường như gợi ý rằng từ trường đang chuyển vật liệu vào quỹ đạo 'bỏ lỡ' lỗ đen. Đây sẽ là một lời giải thích hợp lý cho việc thiếu sự bồi đắp mạnh mẽ vào Sgr A *", Bonning viết trong email gửi Khoa học sống.
Tuy nhiên, cô chỉ ra rằng, bạn không nhất thiết mong đợi vật chất rơi vào lỗ đen ngay cả khi không có từ trường. Hầu hết các lỗ đen siêu lớn không thể hấp thụ được nhiều vật chất đó - có lẽ vì phần lớn chất đống trong đĩa bồi tụ quay quanh con thú vũ trụ đen tối - và khá im lặng.
"Bạn có thể nghĩ về nó theo cách này: Lớn như Sgr A *, đó là một mục tiêu vật lý * nhỏ bé * trên quy mô thiên văn. Để có được vật chất rơi vào vùng lân cận của chân trời sự kiện, nó phải di chuyển ít nhiều trực tiếp về phía nó, "Bonning nói.
Điều đó xảy ra thường xuyên nhất trong các thiên hà gần đây đã trải qua các vụ sáp nhập bạo lực, cô nói. Nhưng Dải Ngân hà đã không trải qua một cuộc sáp nhập gần đây.
Bonning nói: "Nếu bạn có cấu trúc từ trường cách xa lỗ đen đủ mạnh để điều khiển chuyển động của khí, thì đây có thể là một cơ chế bổ sung ngăn chặn vật chất xâm nhập vào các trung tâm thiên hà".
Nhưng điều đó không có nghĩa là từ trường là cơ chế chính giữ cho lỗ đen yên lặng.
Misty Bentz, nhà vật lý thiên văn tại Đại học bang Georgia, người cũng không tham gia nghiên cứu, đã chỉ ra rằng ngay cả khi từ trường đóng vai trò quan trọng trong việc giữ Sagittarius A * im lặng, điều đó không có nghĩa là các lực tương tự đang hoạt động xung quanh siêu âm thầm lặng lỗ đen trong các thiên hà khác.
"Thiên hà của chúng ta hơi đặc biệt vì vị trí của chúng ta bên trong nó có nghĩa là chúng ta có thể nghiên cứu nhiều tính chất và khu vực rất chi tiết", cô nói. "Tuy nhiên, các thiên hà khác thường quá xa để đạt được cùng độ phân giải và chi tiết, đặc biệt là khi chúng ta đang nói về môi trường đông đúc trong các trung tâm thiên hà của chúng."
Và những gì có thật trong Dải Ngân hà có thể không đúng ở những nơi khác.
"Có thể có nhiều lý do khác nhau tại sao các lỗ đen khác không cho ăn, bao gồm sóng xung kích và gió từ vụ nổ siêu tân tinh đẩy khí ra khỏi trung tâm thiên hà, hoặc có thể thiếu khí tổng thể ở trung tâm thiên hà", Bentz nói.
Simeon Bird, nhà vật lý thiên văn tại Đại học California, Riverside, người cũng không tham gia nghiên cứu, nói với Live Science rằng "Từ trường chắc chắn có thể giúp giải thích tại sao một số lỗ đen không hoạt động trong khi những cái khác hoạt động", nhưng như Bentz đã chỉ ra , "tất cả các lỗ đen siêu lớn khác ở rất xa, vì vậy không dễ để đo từ trường xung quanh chúng."
Giống như Bentz, Bird quan tâm đến những lời giải thích khác về lý do tại sao các lỗ đen im lặng.
"Một khả năng khác có thể giúp giữ cho các lỗ đen không hoạt động là trong giai đoạn hoạt động, lỗ đen làm nóng khí xung quanh nó đến mức bị phá vỡ hoàn toàn", ông nói. "Nếu lỗ đen hoạt động rất mạnh, năng lượng từ lỗ đen có thể có thể loại bỏ hoàn toàn khí gas, đánh bật nó ra khỏi thiên hà."
Và một khi điều đó xảy ra, lỗ đen đó có thể sẽ im lặng.
Tuy nhiên, mặc dù có chút hoài nghi rằng các đường sức từ có thể giải thích đầy đủ lý do tại sao Sagittarius A * lại im lặng như vậy - hoặc các hố đen siêu lớn khác im lặng vì cùng một lý do - Bonning, Bentz và Bird gọi nghiên cứu này là quan trọng, nói rằng nó cung cấp cho các nhà thiên văn học mới chìa khóa để mở khóa những bí ẩn của hành vi lỗ đen siêu lớn.
"Mọi khám phá, như vai trò của từ trường xung quanh Nhân Mã A *, giúp cung cấp một mảnh ghép và với đủ các mảnh ghép, chúng ta có thể hy vọng hiểu được vòng đời của các thiên hà và các lỗ đen mà chúng lưu trữ", Bentz nói.
Lưu ý của biên tập viên: Do lỗi trong quá trình chỉnh sửa, bài viết này ban đầu đã sai lệch độ dài của một năm ánh sáng. Nó trong thực tế có ánh sáng 1 năm để du lịch 5,9 nghìn tỉ dặm (9,5 nghìn tỉ km) trong chân không.
