Cốt lõi của dải ngân hà luôn là nguồn bí ẩn và mê hoặc đối với các nhà thiên văn học. Điều này một phần là do Hệ mặt trời của chúng ta được nhúng trong đĩa của Dải ngân hà - khu vực được làm phẳng kéo dài ra khỏi lõi. Điều này đã khiến việc nhìn vào chỗ phình ra ở trung tâm thiên hà của chúng ta khá khó khăn. Tuy nhiên, những gì chúng tôi đã có thể học được trong nhiều năm qua đã được chứng minh là vô cùng thú vị.
Ví dụ, vào những năm 1970, các nhà thiên văn học đã biết về Lỗ đen Siêu khối (SMBH) ở trung tâm thiên hà của chúng ta, được gọi là Sagittarius A * (Sgr A *). Vào năm 2016, các nhà thiên văn học cũng nhận thấy một dây tóc cong dường như được kéo dài từ Sgr A *. Sử dụng một kỹ thuật tiên phong, một nhóm các nhà thiên văn học từ Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian (CfA) gần đây đã tạo ra những hình ảnh chất lượng cao nhất của cấu trúc này cho đến nay.
Nghiên cứu mô tả chi tiết phát hiện của họ, có tựa đề là sợi dây vô tuyến vô tuyến kết nối với lỗ đen thiên hà? Tạp chí Vật lý thiên văn. Trong đó, nhóm nghiên cứu mô tả cách họ sử dụng Mảng rất lớn Đài thiên văn vô tuyến quốc gia (NRAO) để điều tra dây tóc vô tuyến không nhiệt (NTF) gần Sagittarius A * - hiện được gọi là Sgr A West Filament (SgrAWF).
Như Mark Morris - giáo sư thiên văn học tại UCLA và là người đứng đầu nghiên cứu - đã giải thích trong thông cáo báo chí của CfA:
Với hình ảnh được cải tiến của chúng tôi, giờ đây chúng tôi có thể theo dõi dây tóc này gần hơn với lỗ đen trung tâm của Galaxy, và bây giờ nó đủ gần để cho chúng tôi biết rằng nó phải bắt nguồn từ đó. Tuy nhiên, chúng tôi vẫn còn nhiều việc phải làm để tìm hiểu bản chất thực sự của dây tóc này là gì.
Sau khi kiểm tra dây tóc, nhóm nghiên cứu đã đưa ra ba lời giải thích khả dĩ cho sự tồn tại của nó. Đầu tiên là dây tóc là kết quả của dòng khí thổi vào, nó sẽ tạo ra một tháp từ trường xoay, thẳng đứng khi nó tiếp cận và luồn vào chân trời sự kiện Sgr A *. Trong tòa tháp này, các hạt sẽ tạo ra khí thải vô tuyến khi chúng được gia tốc và xoắn ốc xung quanh các đường sức từ kéo dài từ lỗ đen.
Khả năng thứ hai là dây tóc là một đối tượng lý thuyết được gọi là chuỗi vũ trụ. Về cơ bản, đây là những cấu trúc vũ trụ cực kỳ mỏng, mang dòng điện và khối lượng lớn được giả thuyết để di chuyển từ trung tâm các thiên hà. Trong trường hợp này, chuỗi có thể đã bị Sgr A * bắt giữ một khi nó đến quá gần và một phần vượt qua chân trời sự kiện của nó.
Khả năng thứ ba và cuối cùng là không có mối liên hệ thực sự giữa dây tóc và Sgr A * và vị trí và hướng mà nó đã thể hiện chỉ là trùng hợp ngẫu nhiên. Điều này có nghĩa là có rất nhiều sợi như vậy trong Vũ trụ và điều này chỉ tình cờ được tìm thấy gần trung tâm thiên hà của chúng ta. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu tự tin rằng sự trùng hợp như vậy rất khó xảy ra.
Như Jun-Hui Zhao thuộc Trung tâm vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge và là đồng tác giả của bài báo cho biết:
Một phần của sự hồi hộp của khoa học đang vấp phải một bí ẩn không dễ giải quyết. Mặc dù chúng tôi không có câu trả lời nào, nhưng con đường tìm thấy nó thật hấp dẫn. Kết quả này đang thúc đẩy các nhà thiên văn học chế tạo kính viễn vọng vô tuyến thế hệ tiếp theo với công nghệ tiên tiến.
Tất cả các kịch bản này hiện đang được điều tra, và mỗi kịch bản đặt ra ý nghĩa riêng của nó. Nếu khả năng đầu tiên là đúng - trong đó dây tóc là do các hạt bị đẩy ra bởi Sgr A * - thì các nhà thiên văn học sẽ có thể đưa ra thông tin quan trọng về cách hoạt động của từ trường trong môi trường như vậy. Nói tóm lại, nó có thể chỉ ra rằng gần SMBH, từ trường có trật tự hơn là hỗn loạn.
Điều này có thể được chứng minh bằng cách kiểm tra các hạt ở xa Sgr A * để xem liệu chúng có ít năng lượng hơn so với những hạt gần nó hơn không. Khả năng thứ hai, lý thuyết dây vũ trụ, có thể được kiểm tra bằng cách tiến hành quan sát tiếp theo với VLA để xác định xem vị trí của dây tóc có bị dịch chuyển hay không và các hạt của nó đang chuyển động với một phần tốc độ ánh sáng.
Nếu sau này nên chứng minh là trường hợp, nó sẽ tạo thành bằng chứng đầu tiên rằng các chuỗi vũ trụ lý thuyết thực sự tồn tại. Nó cũng sẽ cho phép các nhà thiên văn học tiến hành các thử nghiệm tiếp theo về Thuyết tương đối rộng, xem xét cách thức trọng lực hoạt động trong các điều kiện như vậy và thời gian không gian bị ảnh hưởng như thế nào. Nhóm nghiên cứu cũng lưu ý rằng, ngay cả khi dây tóc không được kết nối vật lý với Sgr A *, sự uốn cong trong dây tóc vẫn còn khá hơn.
Nói tóm lại, sự uốn cong dường như trùng với sóng xung kích, loại gây ra bởi một ngôi sao phát nổ. Điều này có thể có nghĩa là một trong những ngôi sao khổng lồ bao quanh Sgr A * đã phát nổ gần với dây tóc trong quá khứ, tạo ra sóng xung kích cần thiết làm thay đổi dòng khí thổi và từ trường của nó. Tất cả những bí ẩn này sẽ là chủ đề của các cuộc điều tra tiếp theo được thực hiện với VLA.
Như đồng tác giả Miller Goss từ Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia ở New Mexico (và đồng tác giả của nghiên cứu) cho biết, chúng tôi sẽ tiếp tục săn bắn cho đến khi có lời giải thích chắc chắn về vật thể này. Và chúng tôi đang hướng tới việc sản xuất tiếp theo những hình ảnh tuyệt vời hơn, tiết lộ hơn.
