Gần như mọi thiên hà đều có một lỗ đen siêu nặng. Một số ít thiên hà không có lỗ đen siêu nặng là do lỗ đen của chúng đã bị đẩy ra ngoài trong một vụ va chạm thiên hà. Đó là bởi các thiên hà và lỗ đen của chúng đã hình thành song hành với nhau. Vẫn còn một số tranh luận về việc liệu các thiên hà hình thành xung quanh những mầm ban đầu của lỗ đen siêu nặng hay ngược lại, nhưng có rất nhiều bằng chứng ủng hộ ý tưởng rằng cả hai tiến hóa cùng nhau.
Một bằng chứng là thực tế các lỗ đen siêu nặng thường có khối lượng bằng khoảng 0,5% khối lượng của thiên hà. Tương quan về khối lượng giữa lỗ đen và thiên hà chủ cho thấy có một mối liên hệ chặt chẽ trong cách chúng hình thành. Nó tương tự tương quan giữa quy mô của một thành phố và số người sống ở đó cho thấy liên hệ về cấu trúc và dân số.
Nhưng một nghiên cứu gần đây đã phát hiện các lỗ đen thiên hà có khối lượng lớn bất thường, thách thức hiểu biết của chúng ta về quá trình tiến hóa của chúng. Trong nghiên cứu này, được công bố trên Astronomy & Astrophysics, nhóm nghiên cứu sử dụng kính thiên văn tia X eROSITA cùng các quan sát khác để khảo sát hơn 20.000 quasar. Các quasar được cung cấp năng lượng bởi những lỗ đen siêu nặng đang hoạt động.
Khi các lỗ đen tiêu thụ vật chất ở gần, chúng phát ra một lượng bức xạ khổng lồ, chẳng hạn tia X và sóng vô tuyến. Cường độ của một quasar có liên quan tới khối lượng của lỗ đen, vì vậy quasar là một phương tiện rất hữu ích để nghiên cứu sự phân bố khối lượng của các lỗ đen. Đối với nhiều quasar, chúng ta cũng biết khối lượng thiên hà của chúng. Bằng cách quan sát khu vực của một quasar trong ánh sáng khả kiến và hồng ngoại, chúng ta có thể xác định độ sáng của thiên hà, đại lượng tỷ lệ với khối lượng của nó.
Khi nhóm nghiên cứu so sánh khối lượng các thiên hà với khối lượng lỗ đen của chúng, tám quasar nổi bật. Thay vì tỷ lệ khối lượng thông thường là 200 trên 1, các hệ này có tỷ lệ 20 trên 1. Nói cách khác, khối lượng của những lỗ đen này chiếm khoảng 5% khối lượng thiên hà. Không chỉ vậy, ba quasar nằm trong số những nguồn sáng nhất của mẫu nghiên cứu, nghĩa là chúng đang tiêu thụ vật chất với tốc độ đặc biệt cao. Các tác giả ước tính những lỗ đen này có thể tăng gấp đôi khối lượng chỉ trong một tỷ năm.
Nói ngắn gọn, những lỗ đen khổng lồ này đang ăn đến mức cạn kiệt nguồn vật chất của chính thiên hà chứa chúng.
Một đặc điểm nổi bật của những lỗ đen khác thường này là các thiên hà của chúng đặc biệt mờ. Điều này có nghĩa là chúng không chứa số lượng sao nhiều như, chẳng hạn, thiên hà Milky Way. Có khả năng nhiều sao hơn sẽ hình thành theo thời gian. Cũng có khả năng lỗ đen sẽ tiêu thụ đủ nhiều vật chất đến mức các sao sau này không thể hình thành. Chúng ta chưa có đủ quan sát để xác định khả năng nào sẽ xảy ra.
Dựa trên những quan sát hiện có, dường như tồn tại một cơ chế mà qua đó sự phát triển của lỗ đen có thể nhanh chóng vượt xa sự phát triển của thiên hà, ít nhất trong một khoảng thời gian. Vì vậy, mặc dù nhìn chung có mối liên hệ nhân quả giữa hai quá trình, mối liên hệ này không phải lúc nào cũng chặt chẽ. Có điều gì đó tinh tế và phức tạp đang diễn ra giữa các thiên hà và lỗ đen của chúng, và chúng ta sẽ cần thêm nhiều quan sát để xác định đó là gì.
Bryan
Theo Universetoday
