Một lỗ đen siêu lớn gần đây đã bị bắt gặp đang ngấu nghiến một ngôi sao và dòng các hạt mà lỗ đen phun ra có thể tiết lộ một nguyên tắc bí mật chi phối cách thức các thiên hà phát triển.
Lễ khai mạc hố đen được phát hiện lần đầu tiên vào ngày 11 tháng 11 năm 2014, bằng kính viễn vọng X-quang và radio trên toàn thế giới. Các tín hiệu, xuất phát từ cách Trái đất 300 triệu năm ánh sáng, đã ghi lại những khoảnh khắc tàn bạo cuối cùng của một ngôi sao, được gọi là ngọn lửa phá vỡ thủy triều. Vụ nổ năng lượng điện từ này xảy ra khi lực hấp dẫn to lớn của một lỗ đen xé toạc một ngôi sao đi qua.
"Lỗ đen đầu tiên phá hủy ngôi sao. Nó tạo ra một món súp từ nó", Dheeraj Pasham, nhà nghiên cứu sau tiến sĩ tại Viện nghiên cứu vật lý thiên văn và vũ trụ Kavli tại Viện công nghệ Massachusetts, đồng thời là tác giả chính của bài báo xuất bản. trong Tạp chí Vật lý thiên văn. "Khi điều này xảy ra, chúng ta thấy một tia phóng xạ bất ngờ trên bầu trời. Súp dần rơi vào lỗ đen và đó là cách mà lỗ đen đang kiếm ăn."
Nhưng có một điều khó hiểu về tín hiệu: Mặc dù mẫu tín hiệu tia X gần giống với tín hiệu vô tuyến liên quan đến sự kiện, tín hiệu vô tuyến phản chiếu những gì đã xảy ra trong tín hiệu tia X 13 ngày trước đó. Đó là, khi tín hiệu tia X trở nên sáng hơn, tín hiệu vô tuyến sẽ phản chiếu sự tăng độ sáng này gần hai tuần sau đó.
Điều đó khiến các nhà thiên văn học cho rằng nguồn tín hiệu tia X phải là vật chất bị hút về phía trước và được cung cấp năng lượng bởi lỗ đen, trong khi sóng vô tuyến phát ra từ một luồng vật chất có năng lượng cao thoát ra khỏi lỗ đen, được gọi là máy bay phản lực tương đối.
Trước đây, các nhà khoa học nghĩ rằng sóng vô tuyến xuất phát từ vụ nổ của ngôi sao khi nó bị sóng thủy triều từ hố đen đâm sầm. Theo giả thuyết này, vụ nổ tạo năng lượng cho các hạt plasma trong không gian xung quanh và những hạt năng lượng này sau đó phát ra sóng vô tuyến. Tuy nhiên, nếu đó là trường hợp, sẽ không có mối quan hệ giữa sóng vô tuyến và tia X được tạo ra bởi vật liệu rơi vào lỗ đen, các nhà nghiên cứu cho biết.
"Chúng tôi lập luận rằng sự ghép nối này giữa radio và bức xạ tia X đang nói với chúng ta rằng radio phải đến từ máy bay phản lực và máy bay phản lực được điều tiết bởi sự bồi tụ", hoặc sự phát triển của lỗ đen, Pasham nói với Live Science. "Dữ liệu chỉ rõ rằng bất cứ thứ gì rơi vào lỗ đen đều đẩy máy bay phản lực."
Khi lỗ đen nuốt chửng nhiều "súp sao", máy bay phản lực thoát ra khỏi lỗ đen mạnh lên. Nghiên cứu này đánh dấu lần đầu tiên các nhà thiên văn học phát hiện ra mối tương quan như vậy trong một đối tượng, các nhà nghiên cứu cho biết.
"Điều này cho chúng ta biết tỷ lệ cho ăn lỗ đen đang kiểm soát sức mạnh của máy bay phản lực mà nó tạo ra", ông Pasham nói trong một tuyên bố. "Một lỗ đen được nuôi dưỡng tốt tạo ra một máy bay phản lực mạnh mẽ, trong khi lỗ đen bị suy dinh dưỡng tạo ra một máy bay phản lực yếu hoặc không có máy bay phản lực nào cả."
Tăng trưởng thiên hà
Pasham nói rằng nếu các quan sát trong tương lai cho thấy một mô hình tương tự, các nhà khoa học có thể bắt đầu hiểu nguồn gốc của các máy bay bí ẩn. Những tia nước này phát ra từ các lỗ đen với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng và một số nhà thiên văn học tin rằng các tia nước này có thể là nguồn gốc của các tia vũ trụ thiên hà, dòng các hạt năng lượng cao phóng to trong không gian qua các khoảng cách rộng lớn.
"Làm thế nào các máy bay phản lực được phóng ra bởi các lỗ đen, đó là một bí ẩn lớn trong vật lý thiên văn", ông Pasham nói.
Ngoài ra, nếu một mối quan hệ đơn giản liên quan đến tốc độ bồi tụ, hoặc tốc độ mà một lỗ đen nuốt chửng khối lượng, với kích thước của tia nước tương đối tính của lỗ đen, thì mối quan hệ đó có thể ảnh hưởng đến cách các thiên hà phát triển, các nhà nghiên cứu cho biết. Đó là bởi vì các thiên hà phát triển khi các ngôi sao mới hình thành, nhưng sự hình thành sao đòi hỏi nhiệt độ lạnh. Máy bay phản lực lỗ đen, trong khi đó, làm nóng môi trường xung quanh của chúng, có thể khiến nó tạm thời quá nóng để hình thành những ngôi sao mới. Các nhà nghiên cứu cho biết kiến thức về kích thước của các máy bay lỗ đen có thể được sử dụng để dự đoán tốc độ tăng trưởng của thiên hà.
"Nếu tốc độ mà lỗ đen đang cho ăn tỷ lệ thuận với tốc độ bơm năng lượng và nếu nó thực sự hoạt động cho mọi lỗ đen, thì đó là một đơn thuốc đơn giản mà bạn có thể sử dụng trong mô phỏng quá trình tiến hóa của thiên hà", ông Pasham nói. tuyên bố. "Vì vậy, đây là gợi ý về một số hình ảnh lớn hơn."
