Trong những năm 1970, nhà thiên văn học đã biết đến một nguồn vô tuyến khổng lồ ở trung tâm thiên hà của chúng ta mà sau đó họ nhận ra đó là Hố đen siêu khối (SMBH) - từ đó được đặt tên là Sagittarius A *. Và trong một cuộc khảo sát gần đây do Đài quan sát tia X của NASA NASA Chandra thực hiện, các nhà thiên văn học đã phát hiện ra bằng chứng cho hàng trăm hoặc thậm chí hàng ngàn lỗ đen nằm trong cùng khu vực của Dải Ngân hà.
Nhưng, hóa ra, trung tâm thiên hà của chúng ta có nhiều bí ẩn đang chờ được khám phá. Chẳng hạn, một nhóm các nhà thiên văn học gần đây đã phát hiện ra một số vật thể bí ẩn của người Hồi giáo dường như đang di chuyển xung quanh SMBH tại Trung tâm Thiên hà. Sử dụng 12 năm dữ liệu được lấy từ W.M. Đài thiên văn Keck ở Hawaii, các nhà thiên văn học đã tìm thấy những vật thể trông giống như những đám mây bụi nhưng hoạt động như những ngôi sao.
Nghiên cứu được thực hiện thông qua sự hợp tác giữa Randy Campbell tại W.M. Đài thiên văn Keck, các thành viên của Nhóm Trung tâm Thiên hà tại UCLA (Anna Ciurlo, Mark Morris, và Andrea Ghez) và Rainer Schoedel của Viện nghiên cứu Astrofisica de Andalucia (CSIC) ở Granada, Tây Ban Nha. Kết quả của nghiên cứu này đã được trình bày tại Cuộc họp của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ lần thứ 232 trong một cuộc họp báo có tên là The Milky Way & Active Galactic Nuclei.
Như Ciurlo đã giải thích trong một W.M. Thông cáo báo chí của Keck:
Những vật thể sao bụi nhỏ gọn này di chuyển cực nhanh và gần với lỗ đen siêu lớn Galaxy của chúng ta. Thật thú vị khi xem họ di chuyển từ năm này sang năm khác. Họ đên đo băng cach nao? Và họ sẽ trở thành cái gì? Họ phải có một câu chuyện thú vị để kể.
Các nhà nghiên cứu đã thực hiện khám phá của họ bằng cách sử dụng 12 năm phép đo quang phổ thu được từ Máy quang phổ hồng ngoại hình ảnh K-Đài quan sát Keck (OSIRIS). Những vật thể này - được thiết kế như G3, G4 và G5 - đã được tìm thấy trong khi kiểm tra động lực khí của trung tâm thiên hà của chúng ta và được phân biệt với khí thải nền do chuyển động của chúng.
Chúng tôi bắt đầu dự án này vì nghĩ rằng nếu chúng tôi xem xét kỹ cấu trúc phức tạp của khí và bụi gần lỗ đen siêu lớn, chúng tôi có thể phát hiện ra một số thay đổi tinh tế về hình dạng và vận tốc, Randy Campbell giải thích. Một điều khá ngạc nhiên khi phát hiện ra một số vật thể có chuyển động và đặc điểm rất khác biệt đặt chúng trong lớp đối tượng G, hoặc các vật thể sao bụi.
Các nhà thiên văn học lần đầu tiên phát hiện ra các vật thể G ở gần Sagittarius A * hơn một thập kỷ trước - G1 được phát hiện vào năm 2004 và G2 vào năm 2012. Ban đầu, cả hai được cho là những đám mây khí cho đến khi chúng tiến gần nhất đến lỗ đen siêu lớn và sống sót . Thông thường, lực hấp dẫn của SMBH sẽ xé tan các đám mây khí, nhưng điều này đã không xảy ra với G1 và G2.
Do các nguồn hồng ngoại mới được phát hiện này (G3, G4 và G5) đã chia sẻ các đặc điểm vật lý của G1 và G2, nên nhóm đã kết luận rằng chúng có khả năng là các vật thể G. Điều làm cho các vật thể G trở nên khác thường là sự phồng lên của chúng, nơi chúng dường như bị dính trong một lớp bụi và khí khiến chúng khó phát hiện. Không giống như các ngôi sao khác, các nhà thiên văn chỉ nhìn thấy một lớp bụi phát sáng khi nhìn vào các vật thể G.
Để nhìn rõ các vật thể này qua lớp bụi và khí che khuất của chúng, Campbell đã phát triển một công cụ gọi là OSIRIS-Volume Display (OsrsVol). Như Campbell mô tả:
Tiết kiệm OsrsVol cho phép chúng tôi cách ly các vật thể G này khỏi phát xạ nền và phân tích dữ liệu quang phổ theo ba chiều: hai chiều không gian và kích thước bước sóng cung cấp thông tin vận tốc. Khi chúng tôi có thể phân biệt các đối tượng trong khối dữ liệu 3 chiều, chúng tôi có thể theo dõi chuyển động của chúng theo thời gian so với lỗ đen.
Giáo sư thiên văn học UCLA Mark Morris, một nhà điều tra đồng hiệu trưởng và là thành viên của Sáng kiến quỹ đạo trung tâm thiên hà UCLA (GCOI), cũng tham gia vào nghiên cứu. Như ông đã chỉ ra:
Nếu họ là những đám mây khí, G1 và G2 sẽ không thể giữ nguyên. Quan điểm của chúng tôi về các vật thể G là chúng là những ngôi sao nở rộ - những ngôi sao trở nên lớn đến mức lực thủy triều do lỗ đen trung tâm gây ra có thể kéo vật chất ra khỏi bầu khí quyển của chúng khi các ngôi sao đủ gần, nhưng có lõi sao với khối lượng đủ để giữ nguyên. Câu hỏi là sau đó, tại sao chúng quá lớn?
Sau khi kiểm tra các vật thể, nhóm nghiên cứu nhận thấy rằng có rất nhiều năng lượng được phát ra từ chúng, nhiều hơn những gì được mong đợi từ các ngôi sao điển hình. Do đó, họ đưa ra giả thuyết rằng các vật thể G này là kết quả của sự hợp nhất của sao, xảy ra khi hai ngôi sao quay quanh nhau (hay còn gọi là nhị phân) đâm vào nhau. Điều này đã được gây ra bởi ảnh hưởng hấp dẫn dài hạn của SMBH.
Đối tượng đơn lẻ được tạo ra sẽ bị kéo dài (tức là sưng lên) trong suốt hàng triệu năm trước khi cuối cùng nó lắng xuống và xuất hiện như một ngôi sao có kích thước bình thường. Các vật thể kết hợp do các vụ sáp nhập bạo lực này có thể giải thích năng lượng dư thừa đến từ đâu và tại sao chúng hành xử giống như các ngôi sao. Như Andrea Ghez, người sáng lập và giám đốc của GCOI, đã giải thích:
Đây là những gì tôi thấy thú vị nhất. Nếu các vật thể này thực sự là các hệ sao nhị phân đã được thúc đẩy để hợp nhất thông qua sự tương tác của chúng với lỗ đen siêu khối trung tâm, thì điều này có thể cung cấp cho chúng ta cái nhìn sâu sắc về một quá trình có thể chịu trách nhiệm cho các vụ sáp nhập lỗ đen khối lượng lớn được phát hiện gần đây đã được phát hiện qua sóng hấp dẫn.
Nhìn về phía trước, nhóm dự định sẽ tiếp tục theo dõi kích thước và hình dạng của các quỹ đạo G-vật phẩm với hy vọng xác định cách chúng hình thành. Họ sẽ đặc biệt chú ý khi những vật thể sao này tiếp cận gần nhất với Nhân Mã A *, vì điều này sẽ cho phép họ quan sát thêm hành vi của mình và xem liệu chúng có còn nguyên vẹn không (như G1 và G2 đã làm).
Điều này sẽ mất vài thập kỷ, với việc G3 thực hiện lần gần nhất trong 20 năm và G4 và G5 mất nhiều thập kỷ hơn. Trong thời gian chờ đợi, nhóm nghiên cứu hy vọng sẽ tìm hiểu thêm về các vật thể giống như ngôi sao phồng này bằng cách theo dõi quá trình tiến hóa linh hoạt của chúng bằng cách sử dụng công cụ Keck siêu OSIRIS. Như Ciurlo đã nêu:
Hiểu biết về các đối tượng G có thể dạy chúng ta rất nhiều về Trung tâm Galactic, môi trường hấp dẫn và vẫn bí ẩn. Có rất nhiều điều đang diễn ra mà mọi quá trình địa phương hóa có thể giúp giải thích cách môi trường kỳ lạ, khắc nghiệt này hoạt động.
Và hãy chắc chắn xem video này của bài thuyết trình, diễn ra từ 18:30 đến 30:20:
